基于直升机飞行性能需求的涡轴发动机设计参数选取方法研究

以直升机性能计算方法为基础,辅以考虑尺寸效应及设计能力的涡轴发动机设计方法,建立了以直升机旋翼桨盘载荷及最大起飞功重比为特征参数的直升机/涡轴发动机性能约束分析模型、任务分析模型及基于直升机飞行性能需求的涡轴发动机设计参数选取模型。针对涡轴发动机部件/系统设计能力及直升机飞行性能需求,首先开展了给定涡轴发动机循环参数下的流量匹配计算,然后开展了涡轴发动机循环参数选取研究。研究表明,所建立的直升机/涡轴发动机性能约束分析模型、任务分析模型可实现给定飞行任务的直升机/涡轴发动机性能耦合设计;在给定涡轴发动机循环参数条件,由于尺寸效应,涡轴发动机部件效率受进口流量的影响,其设计点功率并不随流量等比例变化,从而使得直升机起飞总重呈现非等比例变化;在涡轴发动机循环参数选择时,在满足直升机飞行性能需求下,存在涡轴发动机耗油率与单位功率之间权衡下的循环参数选取,使得直升机起飞总重最小。     

直8机旋翼大梁疲劳试验方法研究以及与进口大梁对比试验分析

由我国自行设计、制造的直8桨叶部件经过几年不懈努力,已研制生产成功。它采用LD2高强度铝合金材料挤压成型,为空心薄壁管梁结构。为确定国产桨叶性能和疲劳特性,为国产桨叶疲劳寿命提供依据,保障部队正常使用,我们在相同条件下进行了进口大梁与国产大梁样件的疲劳对比试验,最后与法国宇航提供的原准机数据进行对比分析。本文着重阐述了其疲劳试验方法的研究。该试验采用了共振复合加载技术,采用了调频调幅技术,采用了计算机跟踪采集和数据分析软件技术,取得了较好效果。     

直升机变转速传动技术的发展需求和现状

简要分析了直升机的发展,特别是高速旋翼机对于变转速传动系统技术的需求,介绍了技术发展历程及在型号上应用的情况;阐述了当前研究的几种变转速传动系统技术方案的构型和原理,包括NASA的LCTR2传动系统方案,以及西科斯基公司和贝尔公司的几个方案;最后,文章对变转速传动系统技术的发展前景做出了展望.     

Aerodynamic shape optimization for alleviating dynamic stall characteristics of helicopter rotor airfoil

In order to alleviate the dynamic stall effects in helicopter rotor, the sequential quadratic programming(SQP) method is employed to optimize the characteristics of airfoil under dynamic stall conditions based on the SC1095 airfoil. The geometry of airfoil is parameterized by the class-shape-transformation(CST) method, and the C-topology body-fitted mesh is then automatically generated around the airfoil by solving the Poisson equations. Based on the grid generation technology, the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) equations are chosen as the governing equations for predicting airfoil flow field and the highly-efficient implicit scheme of lower–upper symmetric Gauss–Seidel(LU-SGS) is adopted for temporal discretization. To capture the dynamic stall phenomenon of the rotor more accurately, the Spalart–Allmaras turbulence model is employed to close the RANS equations. The optimized airfoil with a larger leading edge radius and camber is obtained. The leading edge vortex and trailing edge separation of the optimized airfoil under unsteady conditions are obviously weakened, and the dynamic stall characteristics of optimized airfoil at different Mach numbers, reduced frequencies and angles of attack are also obviously improved compared with the baseline SC1095 airfoil. It is demonstrated that the optimized method is effective and the optimized airfoil is suitable as the helicopter rotor airfoil.     

直升机非线性的稳定性分析

建立了直升机的描述函数,分析和研究了非线性条件下直升机稳定性和极限环振荡情况,导出了极限环振荡情况下纵向操纵位移计算公式和稳定裕度计算公式,并根据Z—8飞机飞行试验数据进行了验证计算和误差分折。计算结果表明,本文的方法可用于各种直升机的设计估算和飞行试验数据处理,是一种非线性闭环分析方法。     

入流特性对直升机飞行数值仿真的影响

针对常规单旋翼带尾桨直升机，讨论不同特性的入流模型在直升机数值仿真中的作用。以Ｐｉｔｔ／Ｐｅｔｅｒｓ的动力入流模型为基础，重点分析均匀与非均匀静态入流和动力入流模型对直升机配平以及驾驶员操纵输入动态响应数值精度的影响程度，可为不同目的飞行数值仿真中入流模型的选取提供参考。     

在任意方向水平风作用下悬停时的飞行特性研究

直升机在任意方向水平风作用下悬停时的飞行特性,是评定直升机性能的一项重要指标。本文以风洞试验数据为依据,对在任意方向水平作用下的机身、垂尾和尾桨气动特性进行了研究。并以某机为例,对风速为23m/s、16m/s、10m/s进行了平衡计算,其结果是满意的。本方法对确定直升机操纵范围或抗风能力有很重要的参考价值。     

直升机外挂飞行中的飘摆问题

主要研究直升机外挂飞行中，由于操纵方式或直升机的稳定特性及外挂形式等原因，使直升机产生飘摆，飘摆会影响任务的完成及飞行安全、从飘摆的机理出发，重点分析飘摆产生的基本条件及横向飘摆产生的原因，以及县挂点位置、吊索长度、外挂物形状等对直升机和外挂物耦合运动的影响。并给出对飘摆的处置方法和预防措施。为保证飞行安全提供理论基础和实际飞行经验。     

直升机可计量性设计流程分析及参考模型构建

随着用户任务需求的增多,现代直升机功能日趋复杂并且长期处于复杂的使用环境中,机上所装载的大量测试类设备的精度会逐渐下降,计量保障人员必须定期检查上述关键测试类机载设备的精度指标,保证其处于完好状态.基于长期的直升机设计工作实践,本文总结了现有直升机计量保障中存在的问题,在现有可计量性及可计量性设计相关研究的基础上,明确...     

预估旋翼气动干扰的工程方法

本文通过查取由涡流理论求出的旋翼对某一点的气动干扰图表,求得干扰系数。并以海豚和黑鹰直升机为例进行对比计算,获得了满意的结果。