共轴刚性双旋翼振动载荷分析

发布时间：2017-10-07 22:32

  本文关键词：共轴刚性双旋翼振动载荷分析

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【摘要】：旋翼是直升机最重要的部件。旋翼作为直升机最主要的气动面与操纵面,是诸多直升机动力学问题产生的根源。旋翼系统的振动水平在很大程度上决定了直升机的振动水平,因此旋翼系统的不断创新与发展是直升机技术发展的一个重要方向。近年来,共轴高速直升机得到了快速的发展。21世纪以来,美国西科斯基公司在上世纪XH-59A验证机的基础上,发展了X-2验证机以及S-97“侵袭者”共轴高速直升机,其性能大大超越了俄罗斯引以为豪的卡-50共轴直升机。在共轴高速直升机成为当今热点的情况下,其刚性旋翼振动载荷的预估显得尤为重要。由于上下旋翼复杂的气动干扰以及桨叶的刚体与弹性变形耦合使得共轴刚性旋翼的载荷预估成为直升机动力学的一大难题。本文研究的目的在于建立一套共轴双旋翼振动载荷的计算模型。本文首先建立了几何精确梁模型,对桨叶的弹性变形采用了严格的非线性处理,并结合铰接式桨叶铰和轴承的刚性运动,建立了能够同时适用于各种型式旋翼的旋翼气弹耦合动力学模型。之后引入带有气动干扰的Pitt-Peters入流模型和准定常气动模型,对共轴双旋翼的入流和气动力进行计算。然后通过力积分法,对旋翼的振动载荷进行验证与分析。最后,本文还设计了一套共轴双旋翼桨叶的CATIA模型。
【关键词】：旋翼 直升机 气动干扰 动力学 共轴双旋翼 振动载荷 CATIA
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V275.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-14
• 缩略词14-15
• 第一章 绪论15-22
• 1.1 引言15-17
• 1.2 共轴双旋翼直升机的发展17-18
• 1.3 国内外研究现状18-21
• 1.4 本文研究目的和主要研究内容21-22
• 第二章 共轴刚性双旋翼气弹耦合动力学分析模型22-40
• 2.1 引言22
• 2.2 共轴刚性双旋翼气弹耦合动力学模型22-30
• 2.2.1 坐标系的建立23-26
• 2.2.2 桨叶应变能26-27
• 2.2.3 桨叶动能27-28
• 2.2.4 外载荷做功28
• 2.2.5 旋翼动力学方程28-30
• 2.3 旋翼气动模型及配平30-38
• 2.3.1 气动模型31-32
• 2.3.2 共轴双旋翼气动干扰及入流模型32-34
• 2.3.3 旋翼操纵及配平34-38
• 2.4 旋翼振动载荷的计算方法38-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 旋翼振动载荷验证与分析40-59
• 3.1 引言40
• 3.2 铰接式单旋翼振动载荷计算对比分析40-45
• 3.2.1 SA349/2 直升机总体参数40-41
• 3.2.2 铰接式旋翼桨叶固有特性计算对比分析41-43
• 3.2.3 铰接式旋翼振动载荷验证43-45
• 3.3 共轴刚性双旋翼振动载荷研究45-58
• 3.3.1 XH-59A直升机总体参数45-46
• 3.3.2 桨叶固有特性验证46-47
• 3.3.3 共轴刚性双旋翼振动载荷验证47-54
• 3.3.4 高速状态下共轴双旋翼的振动载荷分析54-58
• 3.4 本章小结58-59
• 第四章 共轴双旋翼试验模型设计59-66
• 4.1 引言59
• 4.2 共轴双旋翼模型设计方案59-65
• 4.2.1 旋翼轴设计59-61
• 4.2.2 自动倾斜器设计61-63
• 4.2.3 桨毂设计63-64
• 4.2.4 最终设计方案64-65
• 4.3 本章小结65-66
• 第五章 全文总结与展望66-67
• 5.1 全文工作总结66
• 5.2 进一步工作展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文72

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1 宋亚平;浅谈旋翼的防腐维护[J];航空维修与工程;2004年04期

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本文编号：990472