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旋翼几何参数对共轴双旋翼悬停性能的影响

航空动力学报 2014年第6期29卷 1434-1443页

作者：王强陈铭王保兵苏兵兵北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国航空工业集团公司中国直升机设计研究所旋翼动力学重点实验室江西景德镇333001

为研究旋翼几何参数对共轴双旋翼悬停性能的影响,建立了基于自由尾迹法和2阶升力线法的共轴双旋翼气动模型,分别计算和分析了共轴双旋翼的旋翼翼型、上下旋翼半径之比、上下旋翼间距、桨叶扭转角以及桨叶尖削比等参数对共轴双旋翼悬停... 详细信息

为研究旋翼几何参数对共轴双旋翼悬停性能的影响,建立了基于自由尾迹法和2阶升力线法的共轴双旋翼气动模型,分别计算和分析了共轴双旋翼的旋翼翼型、上下旋翼半径之比、上下旋翼间距、桨叶扭转角以及桨叶尖削比等参数对共轴双旋翼悬停性能的影响,最后基于分析结果综合优化了悬停状态下各旋翼的几何参数.结果表明:旋翼翼型、上下旋翼间距、桨叶扭转角以及桨叶尖削比对共轴双旋翼悬停性能有一定的影响,上下旋翼间距对其影响较小,综合优化旋翼在拉力系数为0.01时与基准旋翼相比,扭矩系数降低10.5%,悬停效率提高9.5%.

关键词：旋翼几何参数共轴双旋翼悬停性能自由尾迹法综合优化

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用参数辨识法进行直升机悬停性能拓展

航空学报 2010年第3期31卷 466-471页

作者：于雪梅刘平安崔秀娟哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨飞机工业集团公司试飞站黑龙江哈尔滨150060

准确计算直升机在不同飞行状态的有效气动参数对于确定直升机飞行性能具有重要意义。然而,由于复杂的旋翼空气动力现象以及直升机状态和环境条件的变化,准确预估气动参数有较大难度。为此,采用无量纲分析法建立直升机悬停状态的数学模型... 详细信息

准确计算直升机在不同飞行状态的有效气动参数对于确定直升机飞行性能具有重要意义。然而,由于复杂的旋翼空气动力现象以及直升机状态和环境条件的变化,准确预估气动参数有较大难度。为此,采用无量纲分析法建立直升机悬停状态的数学模型,首先对参数重组,确定了几个悬停状态重要参数,包括气动参数和直升机状态参数;然后,以直-9×型直升机为例,结合实际试飞数据,提出了用最小二乘法对该模型进行参数辨识的方法;最后,通过相关性分析,确定了辨识方法的可行性,并将辨识结果有效地用于直升机悬停性能拓展。结果表明,这种利用参数辨识进行性能拓展的方法是可行的,由于辨识结果是利用实际试飞数据确定的,拓展结果具有较高的可信度。这种数据处理方法可有效减少试飞周期,节约试验成本。

关键词：直升机悬停性能参数辨识飞行试验最小二乘法可行性分析

桨叶外形对共轴刚性旋翼悬停性能影响的CFD分析

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南京航空航天大学学报 2017年第5期49卷 653-661页

作者：招启军朱正原昕南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室南京210016

桨叶外形是影响共轴刚性双旋翼直升机悬停性能的主要因素之一,研究其影响机理对提高共轴刚性旋翼的悬停性能具有重要意义。为了提高外形参数对旋翼气动特性影响的分析精度,首先,基于运动嵌套网格技术和可压RANS方程,建立了一套适用于共... 详细信息

桨叶外形是影响共轴刚性双旋翼直升机悬停性能的主要因素之一,研究其影响机理对提高共轴刚性旋翼的悬停性能具有重要意义。为了提高外形参数对旋翼气动特性影响的分析精度,首先,基于运动嵌套网格技术和可压RANS方程,建立了一套适用于共轴刚性双旋翼悬停流场模拟的CFD方法;然后,进行了悬停状态共轴旋翼流场气动特性的计算分析,得到上、下旋翼拉力和扭矩沿桨叶展向和周向的分布特征;最后,着重进行了桨叶平面外形参数对共轴刚性旋翼悬停性能影响的分析,包括后掠角、后掠起始位置及尖削非线性弦长分布等,得到不同参数下共轴刚性旋翼悬停效率和压强分布等特征。结果表明,桨尖后掠能够使负压中心外移,延缓气流分离,从而提高悬停效率;尖削及桨叶面积集中在中部段的非线性弦长分布能够有效对桨尖进行卸载,优化气动载荷分布,从而改善悬停性能。

关键词：共轴刚性双旋翼高速直升机桨叶外形悬停性能 Navier-Stokes方程运动嵌套网格技术

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某型机悬停性能问题的排查方法

直升机技术 2010年第4期 37-41,47页

作者：徐玉貌姜滨林逸平孟胜学中国直升机设计研究所江西景德镇333001

某型机试飞时发现,直升机悬停时的起飞重量,比理论计算值低150kg以上,比国外类似机种飞行手册中的数据低约220kg。详细介绍了排查该型机悬停性能问题的方法和具体所做的工作,给出排查的结果,提出了一些改进建议,可以为国内其它机型解决... 详细信息

某型机试飞时发现,直升机悬停时的起飞重量,比理论计算值低150kg以上,比国外类似机种飞行手册中的数据低约220kg。详细介绍了排查该型机悬停性能问题的方法和具体所做的工作,给出排查的结果,提出了一些改进建议,可以为国内其它机型解决类似问题提供参考。

关键词：悬停性能需用功率可用功率发动机扭矩测试

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微型旋翼悬停状态气动性能分析方法

南京航空航天大学学报 2011年第3期43卷 357-362页

作者：唐正飞王畅高卓飞南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室南京210016

为了了解微型直升机工作时相关的气动知识,建立了一套微型旋翼悬停状态气动性能分析方法。该方法包含了低雷诺数下微型旋翼桨叶翼型的二维气动特性分析的CFD技术和旋翼气动特性分析的动量/叶素理论。对影响微型旋翼悬停性能的因素做了... 详细信息

为了了解微型直升机工作时相关的气动知识,建立了一套微型旋翼悬停状态气动性能分析方法。该方法包含了低雷诺数下微型旋翼桨叶翼型的二维气动特性分析的CFD技术和旋翼气动特性分析的动量/叶素理论。对影响微型旋翼悬停性能的因素做了初步分析,合适的翼型弯曲、桨叶尖削等,有助于提高微型旋翼的最大悬停效率。文中还对分析的部分结果进行了试验验证。

关键词：微型旋翼低雷诺数悬停性能动量-叶素理论 CFD方法

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微小型垂直起降飞行器升力螺旋桨实验

航空动力学报 2011年第4期26卷 897-902页

作者：吴大卫李寒冰李书北京航空航天大学航空科学与工程学院

为提高微小型无人垂直起降飞行器的载重能力,针对其升力螺旋桨的悬停性能进行了系统性的参数对比实验.通过对实验数据进行分析对比和静推力状态螺旋桨片条理论计算,得出了各种几何参数对几何定距螺旋桨悬停性能影响的一系列结论.给出了... 详细信息

为提高微小型无人垂直起降飞行器的载重能力,针对其升力螺旋桨的悬停性能进行了系统性的参数对比实验.通过对实验数据进行分析对比和静推力状态螺旋桨片条理论计算,得出了各种几何参数对几何定距螺旋桨悬停性能影响的一系列结论.给出了此类螺旋桨的性能实验数据,结果表明较大的直径可显著改善悬停性能,同时存在最佳的中等偏低几何螺距、实度和平面形状,但后两个因素对此类螺旋桨的悬停性能影响较小.

关键词：垂直起降螺旋桨悬停性能片条理论几何参数

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直升机垂直飞行状态气动参数辨识方法研究

空气动力学学报 2006年第1期24卷 115-119页

作者：陈仁良谷伟岩席华彬于雪梅张学军南京航空航天大学旋翼动力学国家级重点实验室江苏南京210016 哈尔滨航空工业集团公司飞行试验室黑龙江哈尔滨150060 海军驻哈尔滨地区航空军事代表室黑龙江哈尔滨150060

准确计算直升机的悬停升限依赖于诸如桨尖损失系数,非均匀旋翼诱导速度分布,旋翼下洗引起的直升机增重效应及发动机与旋翼之间的功率传递系数等气动参数的准确度。然而,由于复杂的旋翼空气动力现象,准确预估以上气动参数有较大难度。本... 详细信息

准确计算直升机的悬停升限依赖于诸如桨尖损失系数,非均匀旋翼诱导速度分布,旋翼下洗引起的直升机增重效应及发动机与旋翼之间的功率传递系数等气动参数的准确度。然而,由于复杂的旋翼空气动力现象,准确预估以上气动参数有较大难度。本文提出了一种确定直升机垂直飞行状态上述气动参数的方法,该方法通过建立直升机垂直飞行状态的运动方程,实测直升机垂直飞行时的相关信息,采用参数辨识的方法得到直升机垂直飞行时的气动参数,然后,利用辨识结果确定直升机的悬停升限。结果表明该方法能有效地确定直升机垂直飞行时的气动参数及相应的悬停升限,且具有飞行试验简便,不受直升机装载和外界环境条件变化限制的特点。

关键词：直升机悬停性能参数辨识飞行试验

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基于试飞的直升机悬停状态地面效应

南京航空航天大学学报 2010年第2期42卷 166-169页

作者：张西中国飞行试验研究院西安710089

提出了一种基于试飞的直升机悬停状态地面效应研究方法,该方法在建立无量纲形式的直升机悬停需用功率模型的基础上,通过飞行试验实测直升机在不同重量和不同离地高度悬停时的发动机扭矩、大气条件等参数,利用参数辨识的方法确定无量纲... 详细信息

提出了一种基于试飞的直升机悬停状态地面效应研究方法,该方法在建立无量纲形式的直升机悬停需用功率模型的基础上,通过飞行试验实测直升机在不同重量和不同离地高度悬停时的发动机扭矩、大气条件等参数,利用参数辨识的方法确定无量纲形式直升机悬停需用功率模型中的相关空气动力参数及地面效应模型。采用本文所述方法可以方便地进行直升机有、无地效时的悬停性能拓展。

关键词：直升机悬停性能地面效应参数辨识飞行试验

涵道风扇气动性能研究及涵道外形参数优化分析

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涵道风扇气动性能研究及涵道外形参数优化分析

作者：苏雷清华大学

学位级别：硕士

近年来,垂直起降飞行器备受青睐,其主要升力部件——旋翼成为新的研究热点,而涵道风扇作为旋翼的一种特殊构型,由于其安全性和高性能格外受到关注。涵道风扇是指旋翼被一个封闭的合适大小的环形涵道包围的机械结构,涵道风扇的涵道外形... 详细信息

近年来,垂直起降飞行器备受青睐,其主要升力部件——旋翼成为新的研究热点,而涵道风扇作为旋翼的一种特殊构型,由于其安全性和高性能格外受到关注。涵道风扇是指旋翼被一个封闭的合适大小的环形涵道包围的机械结构,涵道风扇的涵道外形对涵道风扇的气动性能有着较大的影响。本文的主要目的是对涵道的外形参数进行优化分析,从而得到更好的涵道风扇悬停性能。为了实现对涵道风扇悬停性能的快速、准确计算,本文采用了二维动量源方法进行计算,通过与试验结果的对比,验证了二维动量源方法能够很好的计算涵道外形对悬停性能产生的影响。为了克服非连续性和随机性,并且实现多个参数的同步优化,本文采用遗传算法进行优化,并且用拟合函数对遗传算法参数进行了设计。目前的研究主要针对涵道入口半径、涵道出口扩张角、涵道出口段长度和桨尖-涵道间隙四个参数。在此基础上,进一步研究了以下三个方面。第一是研究涵道出口扩张角和涵道出口段长度的耦合性,发现二者的耦合程度很低,并且给出了不同桨尖-涵道间隙下涵道出口扩张角和出口段长度的合理取值范围。第二是用NURBS样条曲线生成自由外形的涵道入口曲线,并且首次研究了涵道入口曲率半径和涵道入口顶点对于涵道风扇性能的影响,当涵道入口曲率半径较小,且涵道入口顶点位置靠近涵道外侧时,涵道风扇有较好的悬停性能。第三是探索了当涵道扩张角为0°时,风扇在涵道中的安装位置对涵道性能的影响,发现当选取合适的涵道入口参数时,风扇在涵道中的安装位置不会对悬停性能产生影响。

关键词：涵道风扇悬停性能外形优化