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中国电动飞机技术创新与实践

航空学报 2021年第3期42卷 1-6页

作者：杨凤田范振伟项松刘远强赵为平沈阳航空航天大学沈阳110136 辽宁通用航空研究院沈阳110136

电动飞机极大地提高了飞机的环保性、舒适性、维修性和经济性,是航空工业未来的发展方向。电动飞机应具备高气动效率、高推进效率、高结构效率、高能量密度,以提高航时。"十三五"期间,中国已完成2机首飞,2机取证。"十四五"期间,电动飞... 详细信息

电动飞机极大地提高了飞机的环保性、舒适性、维修性和经济性,是航空工业未来的发展方向。电动飞机应具备高气动效率、高推进效率、高结构效率、高能量密度,以提高航时。"十三五"期间,中国已完成2机首飞,2机取证。"十四五"期间,电动飞机研发应该以高功率高效率电推进系统为研发重点,以混合电推进系列飞机为研发核心,以现有新能源型号全寿命保障体系研究为关键,以拓展新型电动飞行器研发和标准构建为目标。

关键词：电动飞机通用航空新能源全寿命保障混合电推进

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超轻型电动飞机电动力系统的参数匹配

航空动力学报 2013年第12期28卷 2641-2647页

作者：康桂文胡雨李亚东姜文辉沈阳航空航天大学通用航空重点实验室沈阳110136 辽宁通用航空研究院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空航天工程学部沈阳110136

结合某型超轻型电动飞机的设计参数,阐述了电动力系统的布局、系统参数匹配的原则和步骤.提出了电动力系统参数匹配和性能验证的方法.从动力性、经济性、系统质量的角度验证了该系统的可行性.参考飞机的最大平飞速度为175.5km/h,大于设... 详细信息

结合某型超轻型电动飞机的设计参数,阐述了电动力系统的布局、系统参数匹配的原则和步骤.提出了电动力系统参数匹配和性能验证的方法.从动力性、经济性、系统质量的角度验证了该系统的可行性.参考飞机的最大平飞速度为175.5km/h,大于设计要求的最大平飞速度170km/h,满足动力性能要求.电动力系统的运行费用为6.8元/h,是相近功率活塞发动机运行费用的1/8.与3种电动飞机相比,参考机型的功质比仍比较高,达0.084 2kW/kg,为可接受值.

关键词：超轻型飞机电动力系统参数匹配性能验证电动飞机

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某型双座电动飞机设计与试验

航空学报 2021年第3期42卷 24-34页

作者：范振伟杨凤田李亚东项松赵为平沈阳航空航天大学通用航空重点实验室沈阳110136 辽宁通用航空研究院沈阳110136

沈阳航空航天大学一直致力于新能源电动飞机的研制,某型双座轻型电动飞机于2012年6月立项研制,该型电动飞机采用一台40kW稀土永磁同步直流电机作为动力装置,全复合材料机体和板簧起落架结构。巡航升阻比24.1,起飞总重500kg,最大飞行速度... 详细信息

沈阳航空航天大学一直致力于新能源电动飞机的研制,某型双座轻型电动飞机于2012年6月立项研制,该型电动飞机采用一台40kW稀土永磁同步直流电机作为动力装置,全复合材料机体和板簧起落架结构。巡航升阻比24.1,起飞总重500kg,最大飞行速度160km/h,巡航速度110km/h。该型电动飞机具有零排放、低噪声、运行成本低、使用维护方便等特点。参照中国民航CCAR-21部和美国ASTM标准,完成了电动飞机型号设计批准书TDA和生产许可PC取证。

关键词：电动飞机双座锂电池气动特性飞行试验

基于BFO-FPA参数寻优无人直升机轨迹跟踪自抗扰控制

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仪器仪表学报 2023年第12期44卷 261-269页

作者：卢艳军王柏森张晓东沈阳航空航天大学自动化学院沈阳110136 辽宁通用航空研究院沈阳110136

为解决小型无人直升机轨迹跟踪控制受系统数学模型精度、自身低成本微机电系统(MEMS)姿态测量误差及飞行环境干扰的内外扰动影响问题,设计了一种基于线性/非线性混合自抗扰控制(ADRC-LADRC)的无人直升机轨迹跟踪控制器,并提出了一种基... 详细信息

为解决小型无人直升机轨迹跟踪控制受系统数学模型精度、自身低成本微机电系统(MEMS)姿态测量误差及飞行环境干扰的内外扰动影响问题,设计了一种基于线性/非线性混合自抗扰控制(ADRC-LADRC)的无人直升机轨迹跟踪控制器,并提出了一种基于细菌觅食优化-花授粉算法(BFO-FPA)的控制器参数整定方法,提高了BFO算法的收敛速度,增强了FPA算法的全局搜索能力。最后,通过ALIGN无人直升机锁尾螺旋爬升飞行试验,验证了BFO-FPA算法参数寻优后自抗扰轨迹跟踪控制器能有效克服无人直升机受内外扰动的影响,提高了控制器轨迹跟踪精度和鲁棒性。

关键词：无人直升机轨迹跟踪控制系统线性/非线性混合自抗扰控制控制器参数整定

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正交各向异性和各向同性方板自由振动的三维无网格解

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工程力学 2013年第8期30卷 18-22页

作者：项松陈英涛沈阳航空航天大学通用航空重点实验室沈阳100136 辽宁通用航空研究院沈阳110136 沈阳航空航天大学航空航天工程学部沈阳110136

推导了正交各向异性和各向同性弹性体自由振动的三维控制微分方程,利用基于逆复合二次径向基函数的无网格配点法对三维控制微分方程和边界条件进行离散,通过数值算例选取了逆复合二次径向基函数的形状参数,结果表明:形状参数c=0.5/(Nx)^... 详细信息

推导了正交各向异性和各向同性弹性体自由振动的三维控制微分方程,利用基于逆复合二次径向基函数的无网格配点法对三维控制微分方程和边界条件进行离散,通过数值算例选取了逆复合二次径向基函数的形状参数,结果表明:形状参数c=0.5/(Nx)^(1/2)(Nx是x方向的节点数)时计算结果收敛最快。计算了不同边界条件的正交各向异性和各向同性板的固有频率,该文中的结果与文献中的结果具有较好的一致性。

关键词：正交各向异性各向同性自由振动无网格径向基函数

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搅拌摩擦焊搅拌头疲劳失效的模拟研究

北京理工大学学报 2015年第7期35卷 677-681页

作者：姬书得杨鹏张利国高双胜马轶男沈阳航空航天大学通用航空研究院辽宁沈阳110136

利用ANSYS Workbench与ANSYS nCode Designlife分别建立了搅拌摩擦焊过程搅拌头的静力学与疲劳模型.结合搅拌摩擦焊过程中搅拌头受到的作用力载荷谱,以及推导出的搅拌头扭矩的计算公式,讨论了前进阻力、侧向力、下压力和扭矩对搅拌头疲... 详细信息

利用ANSYS Workbench与ANSYS nCode Designlife分别建立了搅拌摩擦焊过程搅拌头的静力学与疲劳模型.结合搅拌摩擦焊过程中搅拌头受到的作用力载荷谱,以及推导出的搅拌头扭矩的计算公式,讨论了前进阻力、侧向力、下压力和扭矩对搅拌头疲劳寿命的影响.仿真结果表明,搅拌摩擦焊接过程中搅拌针的根部是主要的应力集中区,造成搅拌头疲劳失效主要发生在搅拌针根部.前进阻力是造成搅拌头疲劳失效的主要原因,侧向力及扭矩对疲劳失效的作用则比较小,下压力对于搅拌头的疲劳寿命的增加有利.

关键词：搅拌摩擦焊搅拌头疲劳扭矩

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水上电动飞机浮筒设计及起飞滑行

航空学报 2021年第3期42卷 35-46页

作者：赵立杰田孟伟李景奎王明阳刘达沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 辽宁通用航空研究院沈阳110136 沈阳航空航天大学民用航空学院沈阳110136

水上飞机起飞滑跑时低速滑行阶段的阻力变化规律对于其设计研究十分重要,而电动水上飞机正常起飞所需最大拉力是否匹配现有电推进系统是飞机改型设计的关键。首先,针对基准浮筒水阻力较大引起的纵向不稳定问题进行了优化设计,优化后浮... 详细信息

水上飞机起飞滑跑时低速滑行阶段的阻力变化规律对于其设计研究十分重要,而电动水上飞机正常起飞所需最大拉力是否匹配现有电推进系统是飞机改型设计的关键。首先,针对基准浮筒水阻力较大引起的纵向不稳定问题进行了优化设计,优化后浮筒水动性能有明显提高。其次,基于Fluent中的多相流(VOF)模型对水上电动飞机起飞滑跑阶段的力学特征进行了数值模拟计算,着重分析了不同速度下的姿态变化规律、阻力变化及流场特性。最后,对"阻力峰"这一节点下所需电推进系统功率进行了验证计算,结果显示现有装置满足起飞的动力要求;将实际起飞滑跑试验与仿真结果进行对比,结果显示力学特性变化规律基本一致,所得误差在15%之内,验证了仿真计算的可行性,所得结论可为电动水上飞机的研究设计提供借鉴。

关键词：水上电动飞机浮筒优化神经网络两相流飞行实验

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某型无人机螺旋桨的设计与气动性能分析

航空动力学报 2021年第5期36卷 1033-1039页

作者：贺军项松王艳冰刘占军沈阳航空航天大学航空宇航学院沈阳110136 沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室沈阳110136 辽宁通用航空研究院科研管理办公室沈阳110136

为了提高某型无人机(UAV)的航时,螺旋桨应该具有高的巡航效率、足够的爬升拉力。利用高效率螺旋桨设计方法设计了某型无人机的两叶木质螺旋桨,获得了螺旋桨的弦长和桨叶角分布,基于片条理论计算了螺旋桨的气动性能,进行了螺旋桨的地面... 详细信息

为了提高某型无人机(UAV)的航时,螺旋桨应该具有高的巡航效率、足够的爬升拉力。利用高效率螺旋桨设计方法设计了某型无人机的两叶木质螺旋桨,获得了螺旋桨的弦长和桨叶角分布,基于片条理论计算了螺旋桨的气动性能,进行了螺旋桨的地面静态试验。结果表明:螺旋桨性能计算结果与台架试验结果具有较好的一致性,螺旋桨性能计算的巡航效率为83.81%,巡航拉力为222.95 N。设计的两叶木质螺旋桨可以满足某型无人机的巡航效率与拉力需求。

关键词：无人机(UAV) 螺旋桨气动性能巡航效率片条理论

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孤立两叶螺旋桨风洞试验准定常数值模拟

应用力学学报 2020年第3期37卷 1196-1201,I0020页

作者：王艳冰项松苏亚楠刘远强赵为平沈阳航空航天大学沈阳110136 辽宁通用航空研究院沈阳110136

为研究某型两叶螺旋桨的气动性能,对某型两叶螺旋桨进行了风洞试验及计算流体动力学(CFD)数值模拟。通过求解多重参考坐标系(MRF)模型下的准定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了直径为960mm的某型两叶木质螺旋桨静态和动态的气动特性... 详细信息

为研究某型两叶螺旋桨的气动性能,对某型两叶螺旋桨进行了风洞试验及计算流体动力学(CFD)数值模拟。通过求解多重参考坐标系(MRF)模型下的准定常雷诺平均Navier-Stokes方程,计算了直径为960mm的某型两叶木质螺旋桨静态和动态的气动特性。并在西北工业大学NF-3风洞的三元试验段获得了该螺旋桨桨叶的拉力、扭矩、功率等气动性能数据。螺旋桨风洞试验与CFD数值模拟对比验证表明:基于MRF模型的数值模拟结果与风洞试验结果具有一致性,两者的螺旋桨拉力的偏差控制在5%以内,扭矩的偏差控制在10%以内,拉力功率比的偏差控制在6.08%以内,证明了CFD数值模拟对螺旋桨气动性能预测的准确性。本文可为通用电动飞机螺旋桨的设计与模拟验证提供参考。

关键词：通用飞机孤立螺旋桨 MRF模型静态和动态风洞试验