飛行模擬器能夠在地面逼真、安全地再現(xiàn)飛機的空中飛行行為,是航空業(yè)新機研制、飛行訓練不可或缺的模擬設(shè)備。發(fā)動機、旋翼和傳動系統(tǒng)作為直升機飛行模擬器的必要組成部分,對直升機的飛行性能有重要影響。直升機發(fā)動機、旋翼和傳動各系統(tǒng)之間聯(lián)系緊密,參數(shù)相互影響,耦合作用嚴重,有必要進行耦合建模研究。為滿足某型號直升機飛行模擬器的要求,本文針對該機全系統(tǒng)模型中的動力、旋翼與傳動部分,建立了一套適合實時仿真的發(fā)動機/旋翼/傳動系統(tǒng)耦合模型。首先根據(jù)發(fā)動機工作原理,通過機理建模的方法建立了發(fā)動機外輸出特性以及排氣溫度、缸頭溫度、油溫油壓、歧管壓強等特性數(shù)學模型,根據(jù)該機理模型計算得到不同轉(zhuǎn)速情況下的發(fā)動機輸出功率,并與實際情況進行對比,從而驗證了該套建模方法合理可行,具有可信度;其次根據(jù)葉素理論建立了旋翼載荷模型,通過理論計算與分析研究了實際飛行過程中總距、前飛速度、大氣環(huán)境等對旋翼載荷的影響;綜合考慮了發(fā)動機輸出功率傳遞過程中的摩擦損失以及功率分配后建立了傳動模型,進而建立起發(fā)動機與旋翼通過轉(zhuǎn)速和功率耦合在一起的系統(tǒng)模型。結(jié)合發(fā)動機各個工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速控制要求分別進行控制律設(shè)計,通過引入總距前饋、飛行速... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

活塞式發(fā)動機單缸結(jié)構(gòu)圖

圖 2.2 四沖程活塞發(fā)動機工作循環(huán)圖情況下的航空活塞式發(fā)動機一個完整的工作循環(huán)是四個沖程（氣缸中的活塞每為一個沖程），分別分吸氣過程、壓縮過程、膨脹對外做功過程和排氣過程，程是對外做功的。做功的效率和汽缸內(nèi)空氣燃油的壓縮比有相當?shù)年P(guān)系，習慣位排量活塞能對外做功的功率）來指示[27]。通常航空活塞式發(fā)動機的升功率 60 馬力，大的甚至能達到 70、80 馬力。航空活塞式發(fā)動機的最基本構(gòu)件包括軸、曲柄連桿、進氣歧管等。點火方式一般靠電火花點火，冷卻方式一般有液冷卻，供油方式有汽化注油和直接注油、氣缸排列方法有 V 型、直列、星型本文對象發(fā)動機萊康明 Lycoming_IO540 航空活塞式發(fā)動機，是美國萊ING 發(fā)動機公司最具代表的產(chǎn)品，以優(yōu)良的性能表現(xiàn)、可靠的穩(wěn)定性、極為簡維修性能著稱。這款擁有六個兩兩水平對置的氣缸并采用空氣冷卻的發(fā)動機廣小型飛機如 Piper PA-31 Navajo、Cessna 182、Socata TB-30 Epsilon、Robinson是試驗數(shù)據(jù)較齊全的一款航空活塞式發(fā)動機[28]。

圖 2.2 四沖程活塞發(fā)動機工作循環(huán)圖的航空活塞式發(fā)動機一個完整的工作循環(huán)是四個沖程（氣缸中的沖程），分別分吸氣過程、壓縮過程、膨脹對外做功過程和排氣外做功的。做功的效率和汽缸內(nèi)空氣燃油的壓縮比有相當?shù)年P(guān)系活塞能對外做功的功率）來指示[27]。通常航空活塞式發(fā)動機的，大的甚至能達到 70、80 馬力。航空活塞式發(fā)動機的最基本構(gòu)柄連桿、進氣歧管等。點火方式一般靠電火花點火，冷卻方式一供油方式有汽化注油和直接注油、氣缸排列方法有 V 型、直列象發(fā)動機萊康明 Lycoming_IO540 航空活塞式發(fā)動機，是動機公司最具代表的產(chǎn)品，以優(yōu)良的性能表現(xiàn)、可靠的穩(wěn)定性、能著稱。這款擁有六個兩兩水平對置的氣缸并采用空氣冷卻的發(fā)機如 Piper PA-31 Navajo、Cessna 182、Socata TB-30 Epsilon、R數(shù)據(jù)較齊全的一款航空活塞式發(fā)動機[28]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Matlab/Simulink模型到C/C++代碼的自動實現(xiàn)[J]. 張祥,楊志剛,張彥生.  重慶工學院學報. 2006(11)
[2]神經(jīng)元自適應PID控制的應用——以汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制為例[J]. 林敬,朱偉興.  農(nóng)機化研究. 2005(06)
[3]Simulink模型的C/C++代碼實現(xiàn)[J]. 田偉,熊晉魁.  應用科技. 2004(11)
[4]模糊控制在AMT系統(tǒng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制中的應用[J]. 王云成,施國標,唐志東,吳錦秋.  內(nèi)燃機工程. 2000(02)

博士論文
[1]飛行模擬器飛行仿真系統(tǒng)建模與軟件實現(xiàn)[D]. 張鐳.哈爾濱工業(yè)大學 2009
[2]渦軸發(fā)動機/旋翼綜合建模、控制及優(yōu)化研究[D]. 姚文榮.南京航空航天大學 2008
[3]直升機飛行動力學模型與飛行品質(zhì)評估[D]. 孫傳偉.南京航空航天大學 2002

碩士論文
[1]無人直升機活塞式發(fā)動機控制技術(shù)研究[D]. 徐志鑫.南京航空航天大學 2012
[2]直升機旋翼/發(fā)動機一體化建模研究[D]. 張海濤.南京航空航天大學 2009
[3]無人飛行器發(fā)動機控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 于鑒.南京航空航天大學 2008
[4]活塞式航空發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制與實驗研究[D]. 周博.南京航空航天大學 2007
[5]基于模糊-PID控制的船舶柴油機調(diào)速系統(tǒng)的仿真研究[D]. 丁洪祥.大連海事大學 2005
[6]系統(tǒng)仿真及其在航空發(fā)動機仿真平臺設(shè)計中的應用研究[D]. 李中群.西北工業(yè)大學 2004



本文編號：3116470