高速直升機(jī)總體部件技術(shù)方研究案及關(guān)鍵部件研究.pdf

1、常規(guī)直升機(jī)飛行速度相對(duì)較低、航程相對(duì)較小，這很大程度地限制了其應(yīng)用和發(fā)展，因此提高其飛行速度和增大最大航程已成為直升機(jī)研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。發(fā)展和應(yīng)用高速、長(zhǎng)航時(shí)直升機(jī)，在軍用和民用領(lǐng)域分別可有效地提升部隊(duì)機(jī)動(dòng)和戰(zhàn)斗能力，可提高其應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性和時(shí)效性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴依據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)與需求以及主流高速構(gòu)型，確定其總體技術(shù)方案。論文中的高速直升機(jī)方案以共軸反轉(zhuǎn)雙旋翼為主旋翼，尾部配備共軸反轉(zhuǎn)螺旋槳作為輔助推進(jìn)裝置。根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)與要

2、求，分析高速直升機(jī)的飛行環(huán)境，建立高速直升機(jī)的初步外形，進(jìn)行高速直升機(jī)的總體布局，分析高速直升機(jī)的控制面并確定了其發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)格和主要參數(shù)等。對(duì)高速直升機(jī)功率需求進(jìn)行分析，驗(yàn)證所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)是合理的，所確定的主要參數(shù)滿足高速直升機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求。⑵根據(jù)總體技術(shù)方案，對(duì)主旋翼系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與分析?；趧?dòng)量-葉素理論，建立槳葉的微元升力、阻力和扭矩等，利用積分法對(duì)微元載荷在槳盤內(nèi)沿展向和周向進(jìn)行數(shù)值積分。對(duì)主旋翼系統(tǒng)的載荷進(jìn)行了數(shù)值分析和求解，

3、獲得不同飛行狀態(tài)下槳葉載荷在槳盤上的分布云圖，其仿真結(jié)果可用于高速直升機(jī)主旋翼零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。根據(jù)直升機(jī)的構(gòu)型特點(diǎn)和總體方案中確定的主要參數(shù)，對(duì)主旋翼系統(tǒng)的槳葉和槳轂進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度分析。⑶結(jié)合總體技術(shù)方案和旋翼載荷分析，對(duì)主旋翼操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行模塊化運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)建模與分析。建立直升機(jī)在任意飛行狀態(tài)下主旋翼操縱機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，所建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型可為主旋翼操縱機(jī)構(gòu)機(jī)理建模和控制建模提供理論依據(jù)。建立主旋翼操縱機(jī)構(gòu)的

4、靜力學(xué)模型，并在不同的飛行狀態(tài)下對(duì)其靜力學(xué)關(guān)系進(jìn)行仿真分析，所建立的靜力學(xué)模型可用于分析直升機(jī)在不同飛行狀態(tài)下主旋翼操縱機(jī)構(gòu)間的靜力學(xué)關(guān)系，結(jié)合操縱機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。⑷基于清華大學(xué)實(shí)驗(yàn)室在研共軸式直升機(jī)，搭建直升機(jī)旋翼系統(tǒng)載荷和操縱機(jī)構(gòu)載荷測(cè)量實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。載荷測(cè)量實(shí)驗(yàn)主要包括旋翼氣動(dòng)載荷測(cè)量、操縱機(jī)構(gòu)拉桿載荷測(cè)量和旋翼轉(zhuǎn)速測(cè)量三個(gè)方面，介紹實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的各部分硬件電路和上位機(jī)，并對(duì)下一步的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃，測(cè)得的載荷數(shù)據(jù)可用于