武器外挂和发射对直升机稳定性及运动参数的影响分析

本文从理论上分析了武装直升机外挂武器对直升机气动特性和稳定性的影响,计算了在悬停和前飞两种情况下武器发射后直升机的运动响应。结果表明,直升机外挂武器之后,其稳定裕度减小;武器发射时,直升机的基本运动参数会出现周期性的振荡。     

直升机抛射物体平衡及稳定性分析

基于部件级建模理论建立了建立直升机-外挂装置系统六自由度飞行动力学模型。对所建模型进行了配平计算,与参考数据进行了对比。计算分析了不同速度下采用不同方式抛射物体时直升机的稳定性。结果表明,单侧抛射由于反冲力不对称,抛射物体对于直升机的滚转角和横向周期变距有显著的影响;随飞行速度增大,抛射物体对于直升机横向荷兰滚模态稳定性影响增大,当前飞速度达到50m/s以上时,荷兰滚模态演变为两个发散的非周期模态,稳定性明显变差,直升机应在较低速度下抛射物体。      

风切变场中直升机的稳定性和操纵性研究

研究了无铰直升机在风切变场中的稳定性和操纵性.采用挥舞-变距-扭转耦合的旋翼动力学模型、广义涡流理论所导出的诱速分布模型、以及风切变的线性模型,来建立直升机在风切变场中的分析模型.通过对直升机动稳定性特征根和风切变场中的操纵响应的计算,对风切变场中直升机的响应做了初步分析.     

侧向非对称装载情况下直升机动态响应特性的试飞研究

介绍了非对称装载情况下直升机操纵性，稳定性的飞行试验研究，探讨了操纵输入形式，重心位置移对直升机配平，动态响应的影响，给出了试飞结果，得出了一些有益的结论，可供有关方面借鉴。     

直升机外挂吊运技术研究

直升机外部吊挂运送物资在国防和国民经济建设中有极为广泛的用途。本文以直8A型机和米171直升机为例，对直升机外挂吊运的飞行性能计算、全机稳定性、吊具系统的设计、飞行员和指挥员、信号员和索具员如何协调等问题进行了研究分析，为今后执行外挂吊运任务的设计和实施，提供了有价值的建议。     

直升机外挂物投放安全性研究

以直升机投放外挂副油箱为例,基于计算流体力学(CFD)方法开展了直升机外挂物投放安全性计算研究。采用动态网格技术模拟外挂物副油箱与直升机的相对运动,计算研究了外挂副油箱空气舵、直升机旋翼下洗流和飞行状态对外挂副油箱投放安全性的影响规律。计算结果表明,增加空气舵有利于外挂副油箱的安全投放,但空气舵并不是越大越好;直升机旋翼下洗流对外挂副油箱投放的影响并不总是正面的,这取决于直升机飞行状态,故其影响不容忽视;而直升机的飞行速度越低、迎角越小、侧滑角绝对值越小,越有利于外挂副油箱的安全投放。     

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。     

俯冲状态炮击后座力对直升机运动姿态的影响

俯冲状态武器发射是直升机的典型攻击状态。基于工程估算的目的,假定俯冲射击过程为匀加速度运动,建立了直升机炮击扰动运动方程;在射击点配平的基础上利用变步长的四阶龙格－库塔法对方程求解,获得了炮击后座力对直升机运动姿态的影响。实例计算包括武器对称单发,对连续多发与非对称连续多发发射。计算结果表明该方法合理可行。     

直升机非线性运动方程及其数值分析

基于牛顿法建立了单旋翼带尾桨直升机的非线性运动方程，提出了一种求解直升机非线性运动方程的数值方法。建立方程时，用欧拉角描述直升机在空中的姿态，旋翼采用有挥舞铰且在铰上带有弹性约束的模型，桨盘处的入流采用线性模型，通过对一算例直升机的操纵响应进行数值仿真，将非线性与小扰动线性化的直升机运动方程进行了对比分析。结果表明：从操纵输入到随后的2s左右，非线性和小扰动线性化的直升机运动方程的计算结果非常接近，但在此之后，非线性运动方程的计算结果更能反映直升机的运动规律。     

无人直升机组合外挂体气动特性研究

某型无人直升机机身左右两侧的组合外挂体由挂梁、挂架、导发架和导弹四部分组成。采用CFD计算方法对组合外挂体的气动特性进行了数值计算,计算状态包括不同的导弹发射安装角和机身侧滑角以及无挂载状态,计算过程中考虑了机身、主桨毂、尾梁和平垂尾等部件的气动干扰。结果表明导弹对组合外挂体气动特性的影响很大,组合外挂体的升力、俯仰和滚转力矩随导弹发射安装角的改变呈线性变化趋势;无人直升机转弯飞行或遇到侧风以及挂载导弹时,组合外挂体对无人直升机的气动特性影响更大。研究结果可为无人直升机选择合适的武器外挂形式与安装角以及估算外挂组合体的气动特性提供有用的参考。     

飞行中直升机频率响应试验方法

为更好定义直升机稳定性裕度和操纵特性，最近在CH－53E直升机上完成了一项综合试验和分析研究计划，该计划称做C／MH－53E技术评估计划（TEP），包括114小时的飞行试验，机身静挠度试验，全机悬吊振动 试验和广泛的模型分析研究。广泛的飞行试验实际是飞行振动试验，试验是在无外挂载荷和带有10000，20000，25000和30000 1b的单点和双点外挂载荷的基本型直升机上进行的，激励输入从低振动水平开始并逐渐增加到机体结构和发动机振动极限，即增加到机组振动容差极限。使用控制系统开，闭环稳定技术在悬停时及以70kn速度进行了试验，使用离散频率，组合正弦，连续频率扫描和飞行员诱发输入，通过波特图确定了飞机和控制系统的响应特性，开发的技术变成了适合于与从先进通用直升机模型导出的稳定性分析预测值进行比较的标准。     

布雷与扫雷直升机

在陆战中,装有地雷布撒器的直升机,可在空中布撒地雷。在海战中,直升机可布撒或扫除水雷。从而能直接毁伤敌方地面部队、海上舰艇,或为己方排除前进中的障碍。直升机利用其战术飞行特点,使其布雷的范围大,不受地形、海情限制,布撒速度快、准确性较高,比其他手段布雷安全,特别是可实施纵深布雷。此特点是用地面人员、车辆、火炮、火箭等布雷手段不能相比的。在两伊、阿富汗及海湾战争中,都使用了直升机布雷作战。如,米-8直升机可安装布放200枚反坦克地雷的布雷器,在阿富汗战场上,前苏军直升机布雷飞行约占任务总飞行小时或架次的2%。直升机扫…     

小质量大承载便携式直升机外挂舱设计与仿真

在运输直升机两侧加装的短翼或武装直升机的武器挂架上悬挂外挂舱,可以弥补舱内运输空间不足, 提升运输能力,提高运输效率,充分发挥直升机的机动灵活运输功能。利用碳纤维复合材料密度小、比强度高、可设计性强等特点,参照某型直升机的相关参数,设计了质量轻、承载强、挂卸载便捷、气动外形好的外挂舱,提升了直升机的运输能力,同时给出了一体化成型工艺方法,并通过ANSYS进行了仿真分析和地面验证,满足直升机外挂舱使用要求,为后续直升机应用提供了理论参考。     

关于直升机外挂飘摆问题的探讨

直升机的外挂飞行,是直升机执行机外吊挂运输任务的飞行.陆、海、空以及民航直升机都有可能参加这种机外吊挂运输.其具体任务有海上打捞救援、吊装武器、施放靶机、吊运气象雷达等.在执行外挂飞行时,直升机易产生晃动,即直升机与外挂物之间产生耦合摆动.轻而大的外挂物易出现纵向摆动,重而小的外挂物易出现横向摆动.横向摆动中由于直升机本身阻尼较小,摆动衰减较缓,故显得比较突出.     

惯性非对称转子系统动力特性及安全设计策略

本文旨在分析惯性非对称转子结构的动力特性,主要包含多频特性、稳定性,并针对转子的失稳提出相应的安全设计策略.建立惯性非对称转子模型及其动力学方程,通过Hill无穷行列式建立非对称转子模态特性分析方法,分析惯性非对称转子系统的模态频率、稳定性;计算减速过程中转子的响应特性,进行试验验证并提出惯性非对称转子系统的安全性设计...     

计算机模拟铰接式直升机的外挂施工

为了给直升机施工的安全分析提供理论基础和求解非线性外挂直升机运动方程,本文提出了用计算机模拟直升机外挂飞行的方法。所用直升机运动方程模拟程序采用美国宇航局兰利研究中心发布的铰接式单旋翼直升机模拟程序。期望航迹及外挂载荷的模拟,根据航迹及载荷反求操纵输入及配平参数的方法和运动方程的积分等将由本文给出。     

直升机姿态指令/姿态保持响应类型试飞验证技术研究

对直升机ACAH响应类型和RATE响应类型进行了分析比较,对ADS-33E中的直升机ACAH响应类型验证要求进行了分析研究,说明了ACAH响应类型在不良目视环境下使用的较强稳定性,给出了ACAH响应类型的试飞方法及某型直升机ACAH响应类型验证的试飞评定结果和分析。试验结果表明,该方法适用于直升机ACAH响应类型的验证。     

用于直升机在大气紊流中的旋翼状态反馈控制

发展了一种集成旋翼状态反馈(Rotor-State Feedback,RSF)控制的飞行控制系统,以提升直升机在大气紊流环境中低速飞行时的飞行品质。基于经典显模型跟踪控制系统,对机体和旋翼状态反馈增益进行协同设计,以综合优化旋翼/机体耦合动稳定性和直升机在飞行品质相关频率范围(1~12rad/s)内的紊流缓和能力。同时,设计了一个旋翼前馈控制以增强直升机的操纵响应特性。对直升机飞行品质的线性分析表明:RSF控制的引入能够在实现旋翼/机体耦合动稳定性控制的同时使滚转和俯仰通道的指令跟踪延迟时间分别降低21.87%和25.82%,扰动抑制带宽分别提升243.22%和72.56%。最后以飞行试验验证的高阶非线性飞行动力学模型进行数值模拟验证控制系统。结果表明:RSF控制的引入使直升机滚转、俯仰角速率对紊流响应的标准差分别降低55.68%和26.81%。集成RSF的控制系统能够提升直升机在紊流中的飞行品质。     

二元机翼带外挂系统极限环颤振次谐响应分析

 借助于非对称分段线性振子的次谐分叉条件,本文首次讨论了二元机翼带外挂系统处于稳定极限环颤振情况下,外挂的次谐响应。算例表明,单自由度非线性振子的分叉条件能够预示非线性颤振系统的运动规律。     

共轴式直升机地面共振机理分析

为理解共轴式直升机上下旋翼与机体之间的耦合作用,提出了一种分析共轴式直升机地面共振物理机理的时-频分析方法。考虑上下旋翼周期型摆振与机体俯仰和滚转自由度(DOF),建立了具有结构阻尼的共轴铰接式旋翼直升机地面共振分析模型。通过特征值计算和扰动运动方程的数值积分,获得了共轴式直升机地面共振的模态特性及时域响应特性,根据各自由度的响应特性揭示了旋翼与机体之间的相互作用。分析表明,具有上旋翼特征的摆振后退型模态是最不稳定模态。在动不稳定区内,上旋翼周期摆振与机体滚转自由度之间相互输入能量,是造成共轴式直升机地面共振的主要原因;对于该不稳定模态,下旋翼的周期摆振与机体滚转自由度之间也构成相互输入能量的相位关系,增加了直升机地面共振的动不稳定性。