【摘要】：旋翼機作為一種利用前飛時的相對氣流吹動旋翼自轉(zhuǎn)以產(chǎn)生升力的航空器,具有體積小、重量輕、效率高、能垂直起降等優(yōu)勢,通常運用于高端航拍、專業(yè)安防、管線巡視、無人機空中監(jiān)管等方面。目前旋翼機結(jié)構(gòu)中存在的主要問題是:若采用外緣支承結(jié)構(gòu),支承處的結(jié)構(gòu)尺寸大、線速度高,常規(guī)機械軸承無法滿足要求;若采用中心軸支承結(jié)構(gòu),旋翼暴露在外面,且旋翼機軸向尺寸較大,旋翼機由于振動較大降低隱身性能。針對目前旋翼機支承方面存在的缺陷,本文提出了將磁懸浮技術(shù)運用于旋翼機支承的方案,即旋翼環(huán)結(jié)構(gòu)固定在旋翼機的機體內(nèi),盤式電機作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu),通過磁懸浮支承的方式,將螺旋槳產(chǎn)生的升力通過磁力傳遞到旋翼機機身。該方法提高了旋翼環(huán)的轉(zhuǎn)速,降低了系統(tǒng)的摩擦,理論上消除了振動,提高了旋翼機的隱蔽性。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)依據(jù)磁懸浮支承的原理,設(shè)計出旋翼環(huán)的磁懸浮支承結(jié)構(gòu)。參考旋翼機設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù),對旋翼環(huán)軸向和徑向支承進行了參數(shù)設(shè)計,比較了不同方案的優(yōu)缺點,采用了軸向EDS懸浮徑向EMS懸浮的混合磁懸浮方案。(2)運用有限元軟件對所設(shè)計的旋翼環(huán)支承部分進行了磁場數(shù)值仿真分析,得到了旋翼環(huán)軸向和徑向支承結(jié)構(gòu)的磁場分布情況,研究了各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對磁懸浮支承性能的影響。通過仿真分析結(jié)果表明所設(shè)計的軸向EDS懸浮系統(tǒng)和徑向EMS懸浮系統(tǒng)可以提供旋翼環(huán)工作時所需要的軸向和徑向支承力。(3)根據(jù)旋翼環(huán)轉(zhuǎn)子實際工作情況,運用有限元軟件對旋翼環(huán)轉(zhuǎn)子的自由模態(tài)進行了分析,得到了旋翼環(huán)轉(zhuǎn)子的前六階固有頻率和振型,為旋翼環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計提供了理論依據(jù)。(4)依據(jù)所設(shè)計的旋翼環(huán)軸向EDS支承結(jié)構(gòu),研制了旋翼環(huán)軸向支承特性實驗平臺,進行了軸向EDS懸浮實驗,研究了EDS懸浮系統(tǒng)的支承特性,得到了不同氣隙下Halbach陣列受到的懸浮力隨電機轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。
【圖文】：

圖 1-1 第一架四旋翼直升機orge De Bothezat[22]在美國空軍部建造了一架的飛行試驗，于 1922 年 12 月首飛，而且搭，仍未能達到穩(wěn)定飛行。人 Etienn Oemichen[23]的四旋翼直升機問世于穩(wěn)定和控制飛機的推進器以及另外兩個 的垂直飛行。人 Albert Gillis Von Baumhauer 開發(fā)了配有傾斜盤和抗扭螺旋槳來集中循環(huán)控制的旋翼930 年報廢。0 年代中期時，自轉(zhuǎn)式旋翼機已經(jīng)服役了將發(fā)了一系列的技術(shù)突破，最終可在空中盤旋械效率、操控性差、安全性等種種原因逐公司于1958年為美國陸軍研制的VZ-7[24]，被

國內(nèi)主要有大疆公司、億航公司等在研究旋翼機，但都以商用或農(nóng)用旋翼機為主。圖1-2 為大疆 MG-1 多旋翼農(nóng)業(yè)植保機[27]。圖 1-2 大疆 MG-1 多旋翼農(nóng)業(yè)植保機近兩年，我國航空公司與國內(nèi)大學展開合作共同研發(fā)新的旋翼機。圖 1-3 為天津大學自主研發(fā)的 FY-11 飛眼無人機，該工業(yè)級多旋翼無人機載重能力達到5kg，續(xù)航時間長達 50min，經(jīng)過長時間的穩(wěn)定性測試可以適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境，最大升限可達 5km，適應(yīng)高海拔作業(yè)。圖 1-3 FY-11 飛眼無人機目前，旋翼機的主要研究方向為傾轉(zhuǎn)旋翼機[28-31]。雷虎飛行器公司研制出了一種“靈鵲”傾轉(zhuǎn)四旋翼無人機，，它結(jié)合了四旋翼和固定翼無人機的優(yōu)點，具有
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V275.1

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 安化君;郭東美;;旋翼機的工作原理探究[J];實驗教學與儀器;2010年06期

2 孫瑜;王道波;渠尊尊;張魯遙;楊軍;;變推力軸線自轉(zhuǎn)旋翼機的建模與特性分析[J];機械與電子;2017年06期

3 孫瑜;王道波;;一種新型無人自轉(zhuǎn)旋翼機[J];兵器裝備工程學報;2017年07期

4 佟剛;郝旭;;旋翼機復合材料旋翼槳葉設(shè)計制造及展望[J];航空制造技術(shù);2014年Z2期

5 王建宏;朱永紅;肖絢;王道波;;無人旋翼機滑跑起飛控制回路設(shè)計[J];伺服控制;2014年12期

6 吳江;;輕型自轉(zhuǎn)旋翼機適航審定研究[J];科技視界;2015年13期

7 ;中國“獵鷹”旋翼機——特種行動的利刃[J];現(xiàn)代軍事;2015年08期

8 李世秋;;無人自轉(zhuǎn)旋翼機現(xiàn)狀及在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J];飛航導彈;2014年01期

9 申斌;吳一波;林冬生;;旋翼機的發(fā)展與應(yīng)用[J];科技傳播;2013年23期

10 陳淼;王道波;盛守照;張元;;無人旋翼機轉(zhuǎn)彎飛行導航控制研究[J];電光與控制;2012年03期

相關(guān)會議論文 前6條

1 徐寧;馬東立;;復合自轉(zhuǎn)旋翼機總體設(shè)計關(guān)鍵參數(shù)選擇方法[A];探索 創(chuàng)新 交流（第7集）——第七屆中國航空學會青年科技論壇文集（下冊）[C];2016年

2 章洪;;新概念“直升旋翼機”[A];第六屆中國科學家論壇論文匯編[C];2007年

3 連歡;張春元;李貴乾;;長航時多旋翼無人機的性能概述[A];OSEC首屆兵器工程大會論文集[C];2017年

4 郭羽舟;范子義;;多旋翼Falcon8無人機在風電葉片檢測中的應(yīng)用[A];風能產(chǎn)業(yè)（2018年1月）[C];2018年

5 王亞鋒;曹樂;劉繼軍;;某型飛機雙聯(lián)座椅動態(tài)適航試驗研究[A];探索 創(chuàng)新 交流（第7集）——第七屆中國航空學會青年科技論壇文集（下冊）[C];2016年

6 ;旋翼無人機參賽報告[A];2004中國空中機器人大賽論文匯編[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 武建玲 通訊員 穆文濤 王曉寧;鄭州造國內(nèi)首款自轉(zhuǎn)旋翼機取得“通行證”[N];鄭州日報;2018年

2 記者 李海滔;睿弛自轉(zhuǎn)旋翼機獲得適航認證[N];長白山日報;2018年

3 記者 高樺;全省將建11個無人旋翼機起降點[N];三晉都市報;2018年

4 李昊;空直公司：混合動力直升機投入使用為時尚早[N];中國航空報;2016年

5 中航工業(yè)直升機所;聚焦市場深化合作 推動通航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展[N];中國航空報;2016年

6 記者 王睿;總投資40億元 年產(chǎn)旋翼機200架[N];天津日報;2017年

7 李昊;主動控制旋翼技術(shù)的一些新進展[N];中國航空報;2017年

8 田聿;美國陸軍期待“勇敢”旋翼機[N];中國國防報;2017年

9 Dan Lander 戴美玲;不朽的夢想[N];北京科技報;2017年

10 記者 王海榮 通訊員 陳杰;首架裝備級旋翼機，深圳造[N];深圳商報;2016年

相關(guān)博士學位論文 前9條

1 廖懿華;適用于農(nóng)田信息采集的多旋翼無人機控制系統(tǒng)[D];華南農(nóng)業(yè)大學;2016年

2 史添瑋;多旋翼飛行器目標搜索定位與控制研究[D];東北大學;2016年

3 姜悅寧;涵道共軸雙旋翼無人機氣動外形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所);2017年

4 王俊超;自轉(zhuǎn)旋翼飛行器飛行特性研究[D];南京航空航天大學;2016年

5 陳淼;自轉(zhuǎn)式無人旋翼機飛行控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2012年

6 肖中云;旋翼流場數(shù)值模擬方法研究[D];中國空氣動力研究與發(fā)展中心;2007年

7 徐進;直升機大機動飛行中旋翼非定常空氣動力研究[D];南京航空航天大學;2007年

8 鄧寅U

本文編號：2594542