直升機(jī)旋翼槳尖形狀可以有效提高旋翼氣動(dòng)性能,但可能會(huì)降低旋翼氣彈穩(wěn)定性。這方面的研究包括不同槳尖形狀的旋翼氣動(dòng)性能、孤立旋翼氣彈穩(wěn)定性、無(wú)鉸式旋翼直升機(jī)氣動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性。不同槳尖形狀的無(wú)軸承旋翼直升機(jī)的氣動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性研究還未見(jiàn)到報(bào)道。研究了含不同槳尖無(wú)軸承旋翼直升機(jī)的氣動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性,基于哈密頓原理和中等變形梁理論,并通過(guò)槳尖形狀引起的非線(xiàn)性位移協(xié)調(diào)條件,建立了含不同槳尖形狀的無(wú)軸承旋翼/機(jī)體耦合系統(tǒng)的氣動(dòng)機(jī)械動(dòng)力學(xué)模型。計(jì)算的ITR無(wú)軸承旋翼直升機(jī)地面共振和空中共振的穩(wěn)定性與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,證明了建立的氣動(dòng)機(jī)械動(dòng)力學(xué)模型的準(zhǔn)確性。計(jì)算了槳尖前掠、后掠、上反、下反、尖削和形狀組合對(duì)無(wú)軸承旋翼直升機(jī)地面共振和空中共振穩(wěn)定性的影響,計(jì)算結(jié)果表明,槳尖形狀能有效改變無(wú)軸承旋翼直升機(jī)的氣動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2019,32(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１帶槳尖的旋翼／機(jī)體耦合系統(tǒng)示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｒｏｔｏｒ／ｆｕｓｅｌａｇｅｃｏｕｐｌｅｄｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈ

限元模型如圖２和３所示。無(wú)軸承旋翼的主槳葉通過(guò)柔性梁與槳轂相連，柔性梁外部扭轉(zhuǎn)剛硬的袖套可以將槳距操縱從變距拉桿傳遞到主槳葉，連接著袖套與槳轂的擺振銷(xiāo)通過(guò)引入負(fù)的擺振?扭轉(zhuǎn)耦合可以提高旋翼的氣彈穩(wěn)定性。圖２帶槳尖無(wú)軸承旋翼的結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｒｏｔｏｒｗｉｔｈｂｌａｄｅｔｉｐ圖３帶槳尖無(wú)軸承旋翼的有限元模型Ｆｉｇ．３Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｒｏｔｏｒｗｉｔｈｂｌａｄｅｔｉｐ槳尖單元存在后掠角和下反角，使得連接點(diǎn)處槳尖單元的角位移與槳葉單元的角位移之間存在非線(xiàn)性位移協(xié)調(diào)關(guān)系。在連接點(diǎn)處，兩個(gè)單元的線(xiàn)位移存在以下線(xiàn)性關(guān)系ｕ２ｖ２ｗ烅烄烆烍烌２烎＝ＴΛｕ１ｖ１ｗ烅烄烆烍烌１烎（８）式中ｕ２，ｖ２，ｗ２和ｕ１，ｖ１，ｗ１分別為槳尖單元和相鄰主槳葉單元在連接點(diǎn)處的拉伸、擺振和揮舞方向的位移。連接點(diǎn)處，兩個(gè)單元的角位移存在以下非線(xiàn)性關(guān)系［２３］Φ２ｗ＇２ｖ′烅烄烆烍烌２烎＝（Ｔ＊Λ＋ＴＫ）Φ１ｗ′１ｖ′烅烄烆烍烌１烎（９）式中Ｔ＊Λ＝Ｔ１１－Ｔ１２Ｔ１３－Ｔ２１Ｔ２２－Ｔ２３Ｔ３１－Ｔ３２Ｔ烄烆烌３３烎；ＴＫ為非線(xiàn)性變換矩陣，矩陣中各元素為ＴＫｉ１＝－ａｉ１Φ１２＋ｂｉ１ｖ′１ＴＫｉ２＝－ａｉ２ｗ′１２＋ｂｉ２

限元模型如圖２和３所示。無(wú)軸承旋翼的主槳葉通過(guò)柔性梁與槳轂相連，柔性梁外部扭轉(zhuǎn)剛硬的袖套可以將槳距操縱從變距拉桿傳遞到主槳葉，連接著袖套與槳轂的擺振銷(xiāo)通過(guò)引入負(fù)的擺振?扭轉(zhuǎn)耦合可以提高旋翼的氣彈穩(wěn)定性。圖２帶槳尖無(wú)軸承旋翼的結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．２Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｒｏｔｏｒｗｉｔｈｂｌａｄｅｔｉｐ圖３帶槳尖無(wú)軸承旋翼的有限元模型Ｆｉｇ．３Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｂｅａｒｉｎｇｌｅｓｓｒｏｔｏｒｗｉｔｈｂｌａｄｅｔｉｐ槳尖單元存在后掠角和下反角，使得連接點(diǎn)處槳尖單元的角位移與槳葉單元的角位移之間存在非線(xiàn)性位移協(xié)調(diào)關(guān)系。在連接點(diǎn)處，兩個(gè)單元的線(xiàn)位移存在以下線(xiàn)性關(guān)系ｕ２ｖ２ｗ烅烄烆烍烌２烎＝ＴΛｕ１ｖ１ｗ烅烄烆烍烌１烎（８）式中ｕ２，ｖ２，ｗ２和ｕ１，ｖ１，ｗ１分別為槳尖單元和相鄰主槳葉單元在連接點(diǎn)處的拉伸、擺振和揮舞方向的位移。連接點(diǎn)處，兩個(gè)單元的角位移存在以下非線(xiàn)性關(guān)系［２３］Φ２ｗ＇２ｖ′烅烄烆烍烌２烎＝（Ｔ＊Λ＋ＴＫ）Φ１ｗ′１ｖ′烅烄烆烍烌１烎（９）式中Ｔ＊Λ＝Ｔ１１－Ｔ１２Ｔ１３－Ｔ２１Ｔ２２－Ｔ２３Ｔ３１－Ｔ３２Ｔ烄烆烌３３烎；ＴＫ為非線(xiàn)性變換矩陣，矩陣中各元素為ＴＫｉ１＝－ａｉ１Φ１２＋ｂｉ１ｖ′１ＴＫｉ２＝－ａｉ２ｗ′１２＋ｂｉ２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]懸停狀態(tài)帶磁流變減擺器直升機(jī)的動(dòng)穩(wěn)定性分析[J]. 衛(wèi)麗君,李書(shū).  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2012(06)
[2]改進(jìn)型CLOR槳尖旋翼氣動(dòng)特性試驗(yàn)研究及數(shù)值分析[J]. 王博,招啟軍,趙國(guó)慶,徐國(guó)華.  航空學(xué)報(bào). 2013(02)
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本文編號(hào)：3294373