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北京航空航天大学学报 2023年

作者：曹婷婷杨佑绪余灵富成志勇叶博南昌航空大学飞行器工程学院

由于采用多个螺旋桨动力，旋转颤振成为分布式电推进飞机面临的重要气动弹性问题之一。基于机翼/短舱/桨耦合系统的运动关系以及力作用关系，考虑机翼对螺旋桨的下洗和侧洗效应，推导机翼、短舱和螺旋桨耦合系统的运动方程。将多套短舱... 详细信息

由于采用多个螺旋桨动力，旋转颤振成为分布式电推进飞机面临的重要气动弹性问题之一。基于机翼/短舱/桨耦合系统的运动关系以及力作用关系，考虑机翼对螺旋桨的下洗和侧洗效应，推导机翼、短舱和螺旋桨耦合系统的运动方程。将多套短舱/螺旋桨动力的陀螺力矩和螺旋桨非定常气动力引入机翼结构动力学模型，建立分布式电推进螺旋桨飞机颤振模型。通过动力系统展向位置和动力系统数量的变参分析研究分布式电推进螺旋桨飞机关键动力布局参数对旋转颤振特性的影响规律，并评估了两种典型的分布式电动螺旋桨飞机布局的颤振特性。结果表明：动力系统位于0.8倍翼展附近时，旋转颤振速度明显提高，而其他安装位置参数不敏感。从翼根向翼梢逐渐增加动力数量的过程中，当动力个数少于5个时，机翼的颤振速度对动力个数参数不敏感，而当动力个数增加至6个时，机翼的经典颤振速度和旋转颤振速度均显著提高。在总刚度、总质惯量、总滑流效应和总功率等总体设计指标相当的前提下，动力系统相同分布式方案更佳，有利于提高经典颤振速度和旋转颤振速度。

关键词：旋转颤振分布式电推进螺旋桨飞机陀螺效应气动弹性

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分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振研究

分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振研究

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作者：曹婷婷南昌航空大学

学位级别：硕士

旋转颤振是分布式电推进螺旋桨飞机气动弹性领域发展的热点问题之一,对其展开研究可以保障飞机在包线内各个飞行状态点,在失效、故障与不利条件下飞机均不发生气动弹性不稳定性以及旋转颤振直接相关的失效、故障与不利情况。为揭示分布... 详细信息

旋转颤振是分布式电推进螺旋桨飞机气动弹性领域发展的热点问题之一,对其展开研究可以保障飞机在包线内各个飞行状态点,在失效、故障与不利条件下飞机均不发生气动弹性不稳定性以及旋转颤振直接相关的失效、故障与不利情况。为揭示分布式电推进螺旋桨飞机的旋转颤振规律和相关发生机理,建立了分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振分析模型,研究了分布式电推进螺旋桨飞机的旋转颤振规律和机理。研究的具体内容包括:1.通过研究螺旋桨、短舱和机翼连接点的位移运动关系,考虑机翼对螺旋桨的侧洗和下洗效应,基于有限元机翼模型和Wilmer两自由度动力学模型,推导出机翼、短舱和螺旋桨耦合系统动力学模型。针对多套短舱/螺旋桨动力布局,建立分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振分析模型。2.基于机翼/短舱/螺旋桨耦合动力学模型,开展涡轮螺旋桨飞机的旋转颤振变参分析及相关特性研究,分析参数包含发动机挂架刚度、发动机轴刚度、发动机轴长度以及螺旋桨转速等。3.选取三套动力系统,利用所建立的分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振分析模型研究动力布局对其旋转颤振的影响规律,涵盖动力系统展向位置和动力系统数量参数。4.分布式电推进螺旋桨飞机旋转颤振研究是涡轮螺旋桨飞机旋转颤振研究的发展。在考虑涡轮螺旋桨飞机总体设计指标相当的前提下,设计分布式电推进飞机机翼典型方案,研究两种典型分布式动力方案的旋转颤振特性。通过研究发现,螺旋桨/短舱的挂架刚度、发动机轴刚度、发动机轴长度以及螺旋桨转速等参数直接影响机翼/短舱/螺旋桨系统的旋转颤振特性。在设计分布式电推进螺旋桨飞机时,要综合考虑动力系统翼展向位置和数量对机翼的旋转颤振特性的影响。

关键词：分布式电推进旋转颤振涡桨飞机陀螺力矩

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机翼对螺旋桨发动机旋转颤振的影响研究

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航空学报 2016年第11期37卷 3351-3360页

作者：陈兆林杨智春谷迎松西北工业大学航空学院西安710072

为了研究机翼对螺旋桨发动机旋转颤振的影响规律,揭示其影响机理,通过片条理论计算螺旋桨气动载荷,在MSC.NASTRAN软件平台上进行二次开发,对不同结构参数的吊舱-螺旋桨系统和机翼-吊舱-螺旋桨系统进行了旋转颤振分析。研究表明,机翼结... 详细信息

为了研究机翼对螺旋桨发动机旋转颤振的影响规律,揭示其影响机理,通过片条理论计算螺旋桨气动载荷,在MSC.NASTRAN软件平台上进行二次开发,对不同结构参数的吊舱-螺旋桨系统和机翼-吊舱-螺旋桨系统进行了旋转颤振分析。研究表明,机翼结构的弹性会大幅降低发动机俯仰模态频率,而小幅降低发动机偏航模态频率,从而改变两模态频率之差,影响模态耦合的程度,进而改变旋转颤振速度。另外,当发动机的运动与机翼翼面的运动耦合紧密时,机翼翼面的气动载荷能够显著提高发动机的旋转颤振速度。

关键词：旋转颤振影响机理模态耦合机翼螺旋桨

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考虑旋转颤振的折叠机翼非线性颤振分析

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航空计算技术 2015年第6期45卷 64-67页

作者：黄国宁马艳峰陈海赵冬强中航工业第一飞机设计研究院陕西西安710089

固定翼舰载飞机由于其使用环境的限制,通常采用可折叠机翼。对于翼下吊挂安装涡桨发动机的舰载飞机,发动机-螺旋桨系统与柔性支持系统相互耦合会产生旋转颤振不稳定现象。由于折叠机构间隙的存在,折叠机翼的刚度呈非线性关系特性,通常... 详细信息

固定翼舰载飞机由于其使用环境的限制,通常采用可折叠机翼。对于翼下吊挂安装涡桨发动机的舰载飞机,发动机-螺旋桨系统与柔性支持系统相互耦合会产生旋转颤振不稳定现象。由于折叠机构间隙的存在,折叠机翼的刚度呈非线性关系特性,通常会引起机翼的极限环振荡。对于安装在折叠机翼上的发动机-螺旋桨组合体,旋转模态与折叠机构的非线性特性的相互作用会影响机翼的动力学特性,进而显著地影响机翼的气动弹性特性。通过在非线性气动弹性方程中引入桨叶气动力与陀螺力矩,采用离散时域状态空间法进行直接仿真的方法,对旋转颤振/折叠翼结构非线性颤振的综合分析方法进行了研究,并进行了算例验证。结果表明:旋转颤振与非线性颤振相互影响会提高旋转颤振临界速度,并且使得机翼的极限环现象消失;旋转颤振与非线性颤振相互影响使得结构的响应更为复杂。

关键词：折叠机翼旋转颤振结构非线性离散时域状态空间

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中型中程涡桨类飞机非经典气弹问题的工程应用

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自动化应用 2020年第12期 160-162页

作者：李家旭陕西飞机工业(集团)有限公司陕西汉中723213

在工程实践中,一些非经典颤振问题不能简单套用常规颤振分析方法。从工程颤振设计和计算的角度,对活动舵面气动影响、机翼—吊挂系统、带间隙系统、考虑旋转效应的机翼—发动机—螺旋桨系统等的气弹特性进行了讨论,并提出工程应用方法。

关键词：非线性连接刚度气动修正旋转颤振

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