倾转旋翼机设计特点及难点浅析

通过对国外倾转旋翼机的发展历程及具有代表性的V-22"鱼鹰"设计特点进行分析,总结了倾转旋翼类飞机的设计特点及技术难点,并对倾转旋翼机的发展前景进行了展望,为国内此类飞机的研制提供思路和参考。     

V-22“鱼鹰”倾转旋翼机研制历程与关键技术

倾转旋翼机具有速度快、噪声小、航程远、载重大和耗油率低等优点,本文介绍了贝尔直升机公司V-22"鱼鹰"倾转旋翼机从原理验证阶段的XV-3机到方案验证阶段的XV-15机,再到实用工程研制阶段的V-22"鱼鹰"机循序渐进的研制历程,并叙述了倾转旋翼机研制中的几项关键技术。     

瞄准未来,需要“勇气”——贝尔第三代倾转旋翼机V-280“勇气”前瞻

<正>2013年10月21日,在美国陆军协会年会上展出了一个全尺寸实体模型,它拥有类似UH-60"黑鹰"直升机的机体和类似V-22"鱼鹰"的倾转旋翼。这就是贝尔直升机公司和洛克希德·马丁公司联合为美国陆军"未来垂直起降飞机"(FVL)计划开发的概念产品V-280"勇气"倾转旋翼机。贝尔直升机公司将其称为第三代倾转旋翼飞机,期望它能够重铸V-22"鱼鹰"的辉煌。     

民用倾转旋翼机的应用需求与关键技术分析

倾转旋翼机适合我国民用航空任务场景，是未来民用直升机的重点发展方向，开展应用需求与关键技术分析是推进我国民用倾转旋翼机发展不可或缺的一步。基于宏观发展环境分析，本文针对应急救援、交通运输和通航作业等领域，研究了民用倾转旋翼机的应用需求。结合XV-15、V-22等典型倾转旋翼机的研制经验和溯源分析，从安全与适航出发，开展了民用倾转旋翼机关键技术元素的识别，并重点分析了飞行控制系统、传动系统、故障模式与安全性设计等关键技术。本文研究成果对我国民用倾转旋翼机的工程化研制具有重要的参考价值。     

倾转旋翼机机翼前掠角对副翼操纵性能的影响

基于倾转旋翼机飞行动力学方程与厚翼型机翼的空气动力学的相关理论,对倾转旋翼机过渡阶段复杂的旋翼流场进行了分析,论述了发动机短舱转角的变化和机翼失速拓展特性对副翼操纵性能的影响。以V-22倾转旋翼机为算例,建立了机翼有/无前掠角的实体模型,由等功率过渡段速度特性公式和迎角特性公式求出飞机在等功率过渡模式相应发动机短舱转角下的相关飞行参数,对不同发动机短舱转角下不同的模型进行了数值模拟计算。计算结果表明倾转旋翼机机翼前掠角有改善副翼在大迎角下的操纵性能的作用。     

V-22通过使用试验与评估

经过二十几年的研发历程,美国海军的使用试验与评估部队最近确认V-22“鱼鹰”倾转旋翼机达到了作战效能和作战适用性要求,海军陆战队也认为该项目基本上接近了可以大批量生产的阶段。美国国防采办委员会很快将对该倾转旋翼机进行评审,如果进展顺利,预计首批12架V-22将在2007年投入使用。     

舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场数值模拟研究

倾转旋翼机是当前旋翼飞行器研究的热点,但有关舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场的研究还很少。以两栖攻击舰(LHA)和V-22"鱼鹰"倾转旋翼机为研究对象,基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对舰载倾转旋翼机着舰域耦合流场进行数值模拟研究,并探讨了不同着舰高度时机/舰耦合流场的相互作用。结果表明:倾转旋翼尾流会与舰船脱落涡、甲板舷涡以及舰岛艉涡发生较强的"涡-涡干扰"现象,加大了耦合流场的湍流强度;舰船流场的低频非稳态特征会导致旋翼桨盘气动载荷发生显著的波动,不利于飞行操纵;垂直降落过程中,舰船甲板会形成"前低后高"的压力分布特征,倾转旋翼RMS气动载荷值也会明显增加,降低了着舰安全性,且右旋翼RMS气动载荷值比左旋翼平均大一倍以上,这也表明右旋翼面临着更加严峻的气动环境。     

新机纵横

贝尔大力宣传V-22作为PRV的优势贝尔直升机公司V-22业务部门在巴黎航展期间宣称,V-22“鱼鹰”倾转旋翼机是美国空军“人员援救飞机(PRV)”项目的理想选择。PRV的任务不仅仅是作战搜索与援救,还可能包括特种作战任务以及支援民用目的。如此宽泛的用途有利于V-22这种半飞机、半直升机的平台。除贝尔-波音公司的V-22外,洛克希德·马丁公司领导的竞争小组的US101直升机和西科斯基公司的H-92直升机也将参加PRV项目的竞争。美空军定于下月发布正式的PRV招标书,明年2月宣布中标者。A350年底前正式启动研制工作空中客车公司主要股东之一欧…     

倾转旋翼机最新进展

虽然V-22“鱼鹰”倾转旋翼飞机在近期的一次作战中再次发生坠毁事故,造成4人死亡,但是,人们没有因此停止对这项创新技术机型的探索脚步,目前V-22已经进入全速生产状态。民用倾转旋翼飞机BA609也正在为适航取证而努力。     

第一架真正的倾转旋翼机卓越1-G

倾转旋翼机现在越来越受到人们的关注,贝尔/波音公司的MV-22“鱼鹰”现在已被批准全速生产,贝尔公司的无人驾驶“鹰眼”已开始为美海岸警卫队进行研制飞行,贝尔/阿古斯塔公司的BA609恢复了取得民用航空合格证的飞行试验。取得这些成功的贝尔直升机公司的倾转旋翼机历史有详尽的记录,这包括为NASA研究的非常成功的XV-15和为美陆军和空军试制的先驱者XV-3。但是,有些早期鲜为人知的飞机为倾转旋翼机技术的发展作出了重要的贡献。这些飞机是由名为卓越飞机公司(TranscendentalAircraftCorporation)的小公司设计和制造的。这家公司的工程…     

NASA大型民用倾转旋翼机进展研究

倾转旋翼机是一种结合固定翼飞机和旋翼飞机双重优势的新型飞机,它具有速度快、油耗低、垂直起降等特点。在波音和贝尔公司联合研制的军用倾转旋翼机取得成功后,NASA试图在相关技术的基础上研制出一种90座、航程约为1200nmile、速度约为600km/h的新型先进民用倾转旋翼支线飞机,进而取代现役固定翼支线飞机。通过系统地搜集和科学地分析,明晰了NASA大型民用倾转旋翼机项目的内容、进展、风险和影响并对ARJ21支线项目提出早期预警。     

航空动态

五角大楼批准恢复“鱼鹰”倾转旋翼飞机测试4月26日,美国国防部副部长奥尔德里奇在国防采办会议上宣布,国防部已批准恢复对V-22“鱼鹰”倾转旋翼飞机的飞行测试。     

新机纵横

贝尔-波音公司推出倾转四旋翼机JHL方案9月15日,贝尔-波音公司从美国陆军获得345万美元的合同,将为“联合重型升力”旋翼机(JH L)项目完成其倾转四旋翼机(Q T R)的方案设计和分析。在JH L项目中,贝尔-波音公司将面对西科斯基公司等对手的竞争。目前贝尔-波音公司正在完成Q TR的风洞试验和其他开发工作。Q T R有两副机翼,每个机翼翼端安装一台涡轴发动机及其桨叶,除此之外,Q TR很像双发的V-22“鱼鹰”。贝尔-波音公司称Q TR是V-22倾转旋翼技术的一个发展性应用。Q TR的优势包括高速度、大航程、更大的载荷以及更好的高空性能。根…     

倾转旋翼机的发展与关键技术综述

倾转旋翼机是一种新构型的飞行器，它一方面可免去跑道垂直起降，另一方面还可以相当于固定翼飞机作高速远程飞行，增大飞行包线。它集直升机和固定翼飞机特长于一身，是当今世界飞行器技术前沿性、突破性和跨越性发展的结晶。本文对倾转旋翼机国外技术的发展进行了简单回顾，并对研制过程中所存在的主要关键技术进行了综合分析。     

贝尔/波音609民用倾转旋翼飞机——民用飞机的新葩

贝尔/波音609是美国贝尔/波音公司倾转旋翼飞机研制组于去年11月发起的世界上第一种6～9座的小型民用倾转旋翼飞机计划。它是该研制组基于发展V-22军用倾转旋翼飞机成功的设计经验,并在美国大力推行军民两用技术政策的新形势下,应运而生的一种全新的民用飞机种类。它的问世仅仅是倾转旋翼飞机打入世界民用飞机市场的一个开端。随着倾转旋翼飞机技术的日趋成熟,以及它几乎两倍于直升机速度和航程的优势和像直升机一样不需要起降跑道的     

基于拉格朗日方程的倾转旋翼机动力学建模

针对倾转短舱与机体间的气动干扰和惯性耦合特征,基于拉格朗日原理推导出了倾转旋翼机的纵向飞行动力学方程。在此基础上,以XV-15倾转旋翼机为对象,针对几种不同的短舱倾角,计算分析了飞行器的配平特性和过渡模式动态响应特性。仿真结果表明,所建立的动力学模型是合理的。该模型可用于研究倾转旋翼机的直升机飞行模式、飞机飞行模式及过渡飞行模式下的纵向飞行特性。     

军事

贝尔V-280全尺寸样机亮相 10月13日，贝尔直升机公司的第3代倾转旋翼机V-280“勇士”的全尺寸实体模型正式亮相，该机将参与美国的联合多任务技术验证（JMR—TD）计划。“勇士”倾转旋翼机的航程可达2100n miles，巡航速度可达280kt，无论航程还是速度都是现有直升机的两倍。它采用三余度电传操纵系统，动力为GE公司的3680kW功率的T64-GE-419发动机。     

变直径倾转旋翼机设计重心包线研究

倾转旋翼机具有直升机垂直起降和固定翼高速前飞的特点，而变直径倾转旋翼机可以同时满足其悬停和巡航状态对旋翼的设计要求。基于飞行动力学模型，提出一种倾转旋翼机重心极限及设计重心包线计算方法。以XV-15进行方法验证，分析了旋翼变直径对全机重心包线的影响。结果表明，大直径有利于扩大直升机模式和过渡状态的重心包线，而直径变化对固定翼飞机模式重心包线无影响。     

军航扫描

<正>美寻求V-22替换发动机美国军方8月26日发布为波音公司所有V-22"鱼鹰"倾转旋翼机系列(包括对外军售)寻求替换发动机的信息征询书(RFI),要求发动机具备安全、可靠和高经济性。海军航空兵系统司令部负责这项换发工作。RFI中对替换发动机的要求为转速在1 5000转/分时功率不小于6100shp(4548.78千瓦),它能够"以最小的结构和外部改动"适应现有吊舱,并能在25000英尺(7620米)高度和54.44℃温度下正常工作。RFI中透露,改进现有的进排气系统是选项之一,所有的发展概念都必须确保最大限度地利用现有的     

“鱼鹰”完成IVB阶段海上试验

6月29日,V-22集成测试组完成了“鱼鹰”飞机的第IVB阶段舰上适应性测试,是这种倾转旋翼飞机在其发展试验中的6次海上试验中的第5次。这是为这种飞机进行作战评估,以便在明年作出大批量生产决定所进行的系列试验中的最新一次。此次为期8天的试验验证了“鱼鹰”飞机在两栖攻击舰上的使用能力,试验悬停V-22对其后方甲板上的另一架V-22飞机的影响,甲板横滚试验的所有试验结果与预计相符或更好。“鱼鹰”完成IVB阶段海上试验