自转旋翼式飞行汽车总体方案设计

发布时间：2020-10-26 13:08

　　 随着各国汽车数量的快速增长,交通拥堵,尤其是城市交通拥堵愈发严重。飞行汽车就是在此背景下开始出现并逐渐进入人们的视野中。飞行汽车以其地面与空中两种驾驶模式,使其在解决城市交通拥堵中具有巨大的优势,可运用的领域包括医疗救援、城市观光、城市快递等。本文设计的飞行汽车为自转旋翼式。与直升机相比,自转旋翼飞行器虽然不能悬停,但其功率载荷大,成本低;与固定翼飞行器相比,自转旋翼飞行器可通过预转机构实现垂直起降或超短距离起飞,故自转旋翼在飞行汽车领域具有巨大的优势。本文研究的主要内容如下:(1)本文主要通过叶素理论等方法建立了自转旋翼气动计算模型。在此基础上研究了共轴自转双旋翼、剪刀式旋翼、纵列式自转双旋翼等多种构型的气动干扰模型。(2)在建立的气动模型基础上,分析了多种构型的气动特性,结合设计的需求、各构型的结构特点以及我国现有的道路条件,选择出更适合的飞行汽车自转旋翼构型。在旋翼构型的基础上,完成飞行汽车的气动布局。(3)根据设计的需求,运用CATIA、FLUENT等软件,进行飞行汽车的总体方案设计,包括动力系统的选择、螺旋桨的布局、重心的布局以及车身的减阻设计。(4)根据设计的总体参数和旋翼参数,通过MATLAB编程进行飞行汽车性能的计算,包括在地面和空中两种模式下的性能,地面模式主要计算了飞行汽车的最大行驶速度和最大爬坡度,飞行模式主要计算了最大平飞速度、升限和航程航时等。本文的研究形成了多种构型的自转旋翼的分析和设计方法,可以为自转旋翼式飞行汽车的旋翼构型选择和总体方案设计提供参考。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V275.1;U469.79
【部分图文】：

自转旋翼式飞行汽车总体方案设计。这些事实证明了飞行汽车技术已经进行快速的发展，完善。种同时具有地面与空中模式的交通工具，拥有很多独用方式和更高的效率，无需受到规定道路的限制；与影响更小，在很多方面有着方便快捷的优势。现状状发展，飞行汽车爱好者已经设计出了很多型号的飞行产和使用，但也极大的促进了飞行汽车的发展[4-6]。本飞行汽车分为四大类：飞行汽车

图 1.2 旋翼类飞行汽车（共轴式） 图 1.3 旋翼类飞行汽车（多旋翼式）这一大类包含飞行汽车的种类较多，都是选用旋翼作为升力机构，可根据不同的旋翼构分为共轴双旋翼式（如图 1.2）、倾转旋翼式、横列式、多旋翼式飞行汽车（如图 1.3）等。图 1.2 中的共轴双旋翼飞行汽车为例，其在地面为四轮式汽车，其车身上端安装有共轴双旋升力系统，该升力装置主要用于提供飞行汽车前飞时的升力，其车身尾部两侧安装两副涵道提供前进的推力。该型飞行汽车航向的操纵既可以如图共轴双旋翼直升机一般通过上/下旋翼扭矩差使得飞行汽车偏航，也可以操纵车身两侧的涵道进行偏航。其俯仰可通过两副涵道上倾转进行操纵。但是其旋翼系统尺寸太大，无法在较窄的城市道路通行，暂只能运用于军事域。（3）推进式飞行汽车

图 1.2 旋翼类飞行汽车（共轴式） 图 1.3 旋翼类飞行汽车（多旋翼式）这一大类包含飞行汽车的种类较多，都是选用旋翼作为升力机构，可根据不同的旋翼构分为共轴双旋翼式（如图 1.2）、倾转旋翼式、横列式、多旋翼式飞行汽车（如图 1.3）等。图 1.2 中的共轴双旋翼飞行汽车为例，其在地面为四轮式汽车，其车身上端安装有共轴双旋升力系统，该升力装置主要用于提供飞行汽车前飞时的升力，其车身尾部两侧安装两副涵道提供前进的推力。该型飞行汽车航向的操纵既可以如图共轴双旋翼直升机一般通过上/下旋翼扭矩差使得飞行汽车偏航，也可以操纵车身两侧的涵道进行偏航。其俯仰可通过两副涵道上倾转进行操纵。但是其旋翼系统尺寸太大，无法在较窄的城市道路通行，暂只能运用于军事域。（3）推进式飞行汽车
【参考文献】

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本文编号：2857040