含不同槳尖形狀和粘彈減擺器的無軸承旋翼直升機氣彈穩(wěn)定性
發(fā)布時間：2021-02-24 04:24
無軸承旋翼由于具有結構簡單、維護性好、操縱功效高的特點而被廣泛應用于新一代直升機。在無軸承旋翼系統(tǒng)中,依靠槳根復合材料柔性梁的彈性變形實現槳葉的揮-擺-扭運動,通過安裝具有非線性動力學特性的粘彈減擺器提高旋翼系統(tǒng)的氣彈穩(wěn)定性,這增加了槳葉各方向運動之間的耦合,增加了無軸承旋翼系統(tǒng)氣彈動力學分析的復雜性。本文以無軸承旋翼直升機的氣彈穩(wěn)定性為研究方向,提出了含不同槳尖形狀和粘彈減擺器的無軸承旋翼/機體耦合系統(tǒng)的氣彈動力學分析模型和瞬態(tài)求解方法,研究了槳尖形狀對無軸承旋翼/機體耦合系統(tǒng)氣彈穩(wěn)定性的影響,提出了識別非線性遲滯氣彈動力學模型參數的改進粒子群算法,研究了粘彈減擺器的非線性動力學特性對無軸承旋翼/機體耦合系統(tǒng)氣彈穩(wěn)定性的影響。本文基于Hamilton原理推導了無軸承旋翼/機體耦合系統(tǒng)的氣彈動力學方程,依據無軸承旋翼槳葉的構型特點對動力學方程有限元離散,并通過單元組集得到無軸承旋翼/機體耦合系統(tǒng)的有限元方程,形成了用于無軸承旋翼/機體耦合系統(tǒng)氣彈穩(wěn)定性分析的計算模型。在建模過程中,重點研究了由于無軸承旋翼的結構特點引起的三個特殊問題。為了研究氣彈動力學模型中的非線性特性對穩(wěn)定性的影響,...
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數】：135 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
無軸承旋翼系統(tǒng)
含不同槳尖形狀和粘彈減擺器的無軸承旋翼直升機氣彈穩(wěn)定性使旋翼槳轂中心有水平運動的機體俯仰、滾轉運動相耦合，如果耦合運動，所造成的氣動機械不穩(wěn)定現象�？罩泄舱癜l(fā)生時，沒于直升機的飛行品質與飛行安全有著重要的影響。地面共振和空（即槳葉一階擺振模態(tài)頻率小于旋翼旋轉頻率）的無鉸式和無軸發(fā)此類旋翼直升機時，必須進行旋翼/機體耦合系統(tǒng)的氣彈穩(wěn)定性
(c) EC135 (d) RAH66圖 1.3 無軸承旋翼直升機國外對于無軸承旋翼的研究開始于 20 世紀 70 年代，在研究初期，關注的焦點集中于無軸承旋翼不同的構型特點對旋翼動力學性能所產生的影響。Bielawa[1]分析比較了無軸承旋翼中扭管的構型對旋翼氣彈響應與槳葉根部載荷的影響，提出了三種將槳距操縱力傳遞到槳葉的方式。Hodges[2]在研究不同的旋翼變距系統(tǒng)對無軸承旋翼直升機地面共振和懸停狀態(tài)下空中共振的影響時，采用了經過簡化的分析模型，將無軸承旋翼的柔性梁假設為彈性體，而槳葉假設為剛體，利用試驗數據驗證了所開發(fā)的分析程序 FLAIR (FlexbeamAir Resonance)的準確性。美國波音公司設計了一種雙柔性梁無軸承旋翼(Bearingless Main Rotor, BMR)[3]，將扭管平行布置在兩根柔性梁之間，實現對槳葉的操縱。波音公司對 BMR 旋翼進行了大量的風洞試驗，分析比較了操縱線系剛度和柔性梁阻尼對旋翼氣彈穩(wěn)定性的影響[4]，并將 BMR 旋翼安裝在 BO105 直升機上，通過飛行試驗對分析軟件的準確性進行了驗證[5]。美國貝爾公司則設計研發(fā)了 M680 無軸承旋翼，槳葉通過一根柔性梁與槳轂中心件相連，槳距操縱通過包裹在柔性梁外側、扭轉剛硬的袖套傳遞到槳葉上，為了提高旋翼氣彈穩(wěn)定性，將粘彈材料構成的阻尼器布置在柔性梁與袖套之間[6]。Weller 和 Peterson[7]對 M680 旋翼進行了
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于CFD/CSD耦合方法的新型槳尖旋翼氣動彈性載荷計算[J]. 王俊毅,招啟軍,肖宇. 航空學報. 2014(09)
[2]艦載直升機旋翼/機體耦合動力學穩(wěn)定性[J]. 劉洋,向錦武. 北京航空航天大學學報. 2013(04)
[3]基于多體動力學的旋翼模型與氣彈穩(wěn)定性[J]. 虞志浩,楊衛(wèi)東,鄧景輝,張呈林. 航空動力學報. 2012(05)
[4]考慮擺振銷影響的無軸承旋翼氣彈穩(wěn)定性分析[J]. 高文杰,向錦武. 華中科技大學學報(自然科學版). 2011(08)
[5]基于分岔理論的直升機地面共振分析[J]. 邵松,朱清華,張呈林,倪先平. 南京航空航天大學學報. 2011(03)
[6]無軸承旋翼直升機氣動機械穩(wěn)定性分析[J]. 凌愛民. 南京航空航天大學學報. 2011(03)
[7]液壓阻尼器對模型旋翼地面共振的影響[J]. 胡國才,柳泉,劉湘一. 航空學報. 2010(11)
[8]柔性梁剛度對無軸承旋翼槳葉動態(tài)特性的影響[J]. 高文杰. 沈陽航空工業(yè)學院學報. 2010(03)
[9]粘彈減擺器結構參數對直升機動穩(wěn)定性的影響分析[J]. 衛(wèi)麗君,李書,王波. 南京航空航天大學學報. 2010(03)
[10]無軸承旋翼/減擺器的氣動彈性力學研究[J]. 胡新宇,韓景龍. 中國礦業(yè)大學學報. 2008(04)
博士論文
[1]直升機旋翼阻尼器非線性動力學特性研究[D]. 李銳銳.南京航空航天大學 2015
碩士論文
[1]帶葉間減擺器直升機氣動機械穩(wěn)定性研究[D]. 劉倫德.南京航空航天大學 2006
本文編號：3048780
【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數】：135 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
無軸承旋翼系統(tǒng)
含不同槳尖形狀和粘彈減擺器的無軸承旋翼直升機氣彈穩(wěn)定性使旋翼槳轂中心有水平運動的機體俯仰、滾轉運動相耦合，如果耦合運動，所造成的氣動機械不穩(wěn)定現象�？罩泄舱癜l(fā)生時，沒于直升機的飛行品質與飛行安全有著重要的影響。地面共振和空（即槳葉一階擺振模態(tài)頻率小于旋翼旋轉頻率）的無鉸式和無軸發(fā)此類旋翼直升機時，必須進行旋翼/機體耦合系統(tǒng)的氣彈穩(wěn)定性
(c) EC135 (d) RAH66圖 1.3 無軸承旋翼直升機國外對于無軸承旋翼的研究開始于 20 世紀 70 年代，在研究初期，關注的焦點集中于無軸承旋翼不同的構型特點對旋翼動力學性能所產生的影響。Bielawa[1]分析比較了無軸承旋翼中扭管的構型對旋翼氣彈響應與槳葉根部載荷的影響，提出了三種將槳距操縱力傳遞到槳葉的方式。Hodges[2]在研究不同的旋翼變距系統(tǒng)對無軸承旋翼直升機地面共振和懸停狀態(tài)下空中共振的影響時，采用了經過簡化的分析模型，將無軸承旋翼的柔性梁假設為彈性體，而槳葉假設為剛體，利用試驗數據驗證了所開發(fā)的分析程序 FLAIR (FlexbeamAir Resonance)的準確性。美國波音公司設計了一種雙柔性梁無軸承旋翼(Bearingless Main Rotor, BMR)[3]，將扭管平行布置在兩根柔性梁之間，實現對槳葉的操縱。波音公司對 BMR 旋翼進行了大量的風洞試驗，分析比較了操縱線系剛度和柔性梁阻尼對旋翼氣彈穩(wěn)定性的影響[4]，并將 BMR 旋翼安裝在 BO105 直升機上，通過飛行試驗對分析軟件的準確性進行了驗證[5]。美國貝爾公司則設計研發(fā)了 M680 無軸承旋翼，槳葉通過一根柔性梁與槳轂中心件相連，槳距操縱通過包裹在柔性梁外側、扭轉剛硬的袖套傳遞到槳葉上，為了提高旋翼氣彈穩(wěn)定性，將粘彈材料構成的阻尼器布置在柔性梁與袖套之間[6]。Weller 和 Peterson[7]對 M680 旋翼進行了
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于CFD/CSD耦合方法的新型槳尖旋翼氣動彈性載荷計算[J]. 王俊毅,招啟軍,肖宇. 航空學報. 2014(09)
[2]艦載直升機旋翼/機體耦合動力學穩(wěn)定性[J]. 劉洋,向錦武. 北京航空航天大學學報. 2013(04)
[3]基于多體動力學的旋翼模型與氣彈穩(wěn)定性[J]. 虞志浩,楊衛(wèi)東,鄧景輝,張呈林. 航空動力學報. 2012(05)
[4]考慮擺振銷影響的無軸承旋翼氣彈穩(wěn)定性分析[J]. 高文杰,向錦武. 華中科技大學學報(自然科學版). 2011(08)
[5]基于分岔理論的直升機地面共振分析[J]. 邵松,朱清華,張呈林,倪先平. 南京航空航天大學學報. 2011(03)
[6]無軸承旋翼直升機氣動機械穩(wěn)定性分析[J]. 凌愛民. 南京航空航天大學學報. 2011(03)
[7]液壓阻尼器對模型旋翼地面共振的影響[J]. 胡國才,柳泉,劉湘一. 航空學報. 2010(11)
[8]柔性梁剛度對無軸承旋翼槳葉動態(tài)特性的影響[J]. 高文杰. 沈陽航空工業(yè)學院學報. 2010(03)
[9]粘彈減擺器結構參數對直升機動穩(wěn)定性的影響分析[J]. 衛(wèi)麗君,李書,王波. 南京航空航天大學學報. 2010(03)
[10]無軸承旋翼/減擺器的氣動彈性力學研究[J]. 胡新宇,韓景龍. 中國礦業(yè)大學學報. 2008(04)
博士論文
[1]直升機旋翼阻尼器非線性動力學特性研究[D]. 李銳銳.南京航空航天大學 2015
碩士論文
[1]帶葉間減擺器直升機氣動機械穩(wěn)定性研究[D]. 劉倫德.南京航空航天大學 2006
本文編號：3048780
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