發(fā)布時間：2017-10-01 20:19

  本文關鍵詞：新型橫列式直升機無周期變距旋翼氣彈響應及穩(wěn)定性分析

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【摘要】：為了克服常規(guī)直升機的性能局限,新構型直升機的探索迫在眉睫。旋翼動力學問題是研究新構型直升機必須面對的重要內容。本文研究對象是一種新型橫列式直升機,其采用創(chuàng)新的橫列式布局,旋翼采用無周期變距剛性槳葉,槳葉根部固連在槳轂上。槳轂底部由萬向鉸支撐并與旋轉軸進行連接。由于沒有揮舞鉸和擺振鉸,旋翼槳盤主要依靠萬向鉸底部的操縱拉桿產生傾斜,而不需要周期變距。本文基于彈性槳葉的假設,使用漢密爾頓變分原理建立了新型橫列式直升機彈性槳葉的有限元結構分析模型,引入了萬向鉸自由度,反映其獨特的結構特征。使用準定常氣動模型和均勻入流模型建立了旋翼氣動力分析模型。并且通過與現(xiàn)有直升機槳葉數(shù)據(jù)進行固有頻率與振型的計算對比,驗證了模型的可靠性。在此基礎上,通過模態(tài)分析法與數(shù)值積分法計算模型槳葉及新型橫列式直升機旋翼在不同的初始條件與系統(tǒng)參數(shù)下的氣彈響應歷程。結果表明,在懸停狀態(tài)下,直升機旋翼各自由度響應趨于定值;在前飛狀態(tài)下,直升機旋翼各自由度響應呈現(xiàn)周期性。通過狀態(tài)空間特征值分析法,研究新型橫列式直升機旋翼的頻率與阻尼特性,分析了系統(tǒng)一些重要參數(shù),如萬向鉸剛度、旋翼總距、預錐角、前飛速度、結構剛度與拉力系數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。國內對于橫列式直升機氣動彈性響應與穩(wěn)定性分析的研究還十分不足,本文對于新型橫列式直升機無周期變距旋翼的結構動力學模型、氣動模型與穩(wěn)定性分析方法的探索具有一定的參考意義。
【關鍵詞】：橫列式直升機 無周期變距旋翼 結構建模 氣彈響應 氣彈穩(wěn)定性
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V275.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 引言14-16
• 1.2 橫列式直升機概述16-19
• 1.3 國內外旋翼氣彈響應與穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4 本論文研究的主要內容22-23
• 第二章 無周期變距旋翼結構動力學模型23-47
• 2.1 引言23
• 2.2 坐標系與假設23-27
• 2.3 旋翼萬向鉸結構27-28
• 2.4 旋翼結構矩陣28-35
• 2.4.1 無量綱化與階次處理28-29
• 2.4.2 虛應變能29-32
• 2.4.3 虛動能32-35
• 2.5 結構矩陣有限元離散化35-41
• 2.5.1 槳葉單元有限元離散35-36
• 2.5.2 單元結構矩陣36-39
• 2.5.3 槳葉單元邊界條件39-40
• 2.5.4 槳葉總體矩陣組集40-41
• 2.6 槳葉固有特性計算41-42
• 2.7 旋翼結構動力學模型驗證42-45
• 2.7.1 模型槳葉1動特性驗證42-44
• 2.7.2 模型槳葉2動特性驗證44-45
• 2.7.3 SA349/2 槳葉動特性驗證45
• 2.8 本章小結45-47
• 第三章 無周期變距旋翼氣動模型47-58
• 3.1 引言47
• 3.2 旋翼氣動矩陣47-51
• 3.2.1 槳葉氣流速度47-49
• 3.2.2 準定常氣動載荷49-51
• 3.3 氣動矩陣有限元離散化51-56
• 3.3.1 轉化矩陣51-52
• 3.3.2 槳葉氣動虛功有限元離散化52-55
• 3.3.3 萬向鉸氣動虛功有限元離散化55-56
• 3.4 入流模型56-57
• 3.5 本章小結57-58
• 第四章 無周期變距旋翼氣彈響應分析58-84
• 4.1 引言58-59
• 4.2 直升機飛行狀態(tài)配平59-60
• 4.3 氣彈響應計算方法60-66
• 4.3.1 氣彈響應模態(tài)法60-63
• 4.3.2 氣彈響應數(shù)值積分法63-66
• 4.4 氣彈響應計算流程66-68
• 4.5 旋翼氣彈響應計算68-82
• 4.5.1 SA349/2 旋翼氣彈響應計算68-70
• 4.5.2 模型槳葉3懸停氣彈響應計算70-73
• 4.5.3 模型槳葉3前飛氣彈響應計算73-77
• 4.5.4 樣例直升機旋翼懸停氣彈響應計算77-80
• 4.5.5 樣例直升機旋翼前飛氣彈響應計算80-82
• 4.6 本章小結82-84
• 第五章 無周期變距旋翼氣彈穩(wěn)定性分析84-94
• 5.1 引言84
• 5.2 旋翼動力學方程處理84-85
• 5.3 狀態(tài)空間轉換85-86
• 5.4 樣例直升機旋翼氣彈穩(wěn)定性分析86-93
• 5.4.1 不同預錐角下旋翼總距對穩(wěn)定性的影響86-88
• 5.4.2 懸停狀態(tài)下萬向鉸剛度對穩(wěn)定性的影響88-90
• 5.4.3 不同拉力系數(shù)下前進比對穩(wěn)定性的影響90-92
• 5.4.4 不同翼段擺振剛度對穩(wěn)定性的影響92-93
• 5.5 本章小結93-94
• 第六章 總結與展望94-96
• 6.1 本文的主要工作94-95
• 6.2 未來研究工作的設想95-96
• 參考文獻96-99
• 致謝99-100
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文100

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋亞平;淺談旋翼的防腐維護[J];航空維修與工程;2004年04期

2 _5^懔，

本文編號：955474