国外旋翼主动控制技术研究进展

简要介绍美国波音公司、欧洲直升机公司及一些研究机构在旋翼主动控制技术研究工作的进展.利用新颖材料激励后缘襟翼能达到降低直升机振动、噪声、提高直升机飞行性能的目标.目前正在将这一技术扩展,研究用于旋翼飞行控制系统,以取代传统的自动倾斜器的可行性.     

宝石发动机寿命期控制在荷兰皇家海军的应用

荷兰皇家海军(RNLN)有13架装T-46的“猎户”海上巡逻机和22架“山猫”直升机。RNLN自1976年建立起“山猫”直升机机队并被广泛用于执行各种任务。该机队每年飞行总时数为7000小时,平均每架直升机每年的飞行时数约为300～350小时,是世界上“山猫”直升机利用率最高、到达寿命期最早的用户之一。为此,RNLN掌握了较多关于“山猫”直升机使用方面的知识,尤其是机身、转子系统和发动机的疲劳载荷特性,对“山猫”直升机采取了自主性的节省成本、简单的维修方法加大大修间隔,以减少定期维修的费用。     

独具特色的K-MAX“空中卡车”

美国卡曼公司最新研制的双旋翼交叉式外吊挂运输直升机是世界上最奇特的直升机,除了卡曼公司以外,世界上还没有第二家公司研制这样的直升机。它的奇特之处有三:第一,奇特的双旋翼交叉式布局;第二,装有奇特的伺服襟翼系统,不是用直接的机械力,而是用放大的气动力操纵旋翼;第三,它是一种专用于外吊挂运输的直升机,在当今的世界上,这样的直升机寥若晨星。     

一种新型组合机翼/旋翼系统

介绍了一种新型组合机翼/旋翼系统—卸载升力偏移旋翼（ULOR）的原理。这种组合旋翼系统能够增大直升机最大飞行速度,提高前飞效率,使直升机具有更大的机动性,同时可以克服升力偏移旋翼的主要障碍,即减小振动。ULOR系统将机翼与升力偏移旋翼结合在一起,有效消除了后行桨叶的失速,并使旋翼效率提高了一倍。这种系统可以显著提高单旋翼带尾桨直升机以及纵列式旋翼直升机的最大速度和航程。最后,提出了一种ULOR与辅助推进系统组合的新构型设想。     

电控旋翼直升机飞行动力学建模与配平特性研究

首先基于Peters He广义动态尾迹理论,建立了电控旋翼动态尾迹入流模型,进一步结合电控旋翼襟翼操纵与桨叶变距之间的关系、桨叶挥舞运动方程和带襟翼翼型非定常气动力模型建立了适用于飞行力学分析的电控旋翼气动力模型.在此基础上,结合机身、尾桨、尾面的气动力模型,建立了完整的电控旋翼直升机飞行动力学分析模型.以Z-11直升机为基准改造为电控旋翼直升机作为算例,计算了前飞状态下电控旋翼直升机的诱导速度分布和桨盘迎角分布,对比了电控旋翼与常规旋翼的气动特性差异;在此基础上,进一步分析了电控旋翼直升机的配平特性随前飞速度的变化规律以及与常规直升机的差异.     

德国订购“山猫”

德国政府已批准了与韦斯特兰直升机公司订立购买7架“超山猫”100系列直升机,其价值约为1亿英镑的合同。这种新型“超山猫”被编号为“海山猫”MK.88A,将加强和充实德国现有的17架MK.88“海山猫”机队。     

“空中起重机”吊力惊人——K-MAX直升机军民领域两翼开花

由美国凯门宇航公司研制和生产的K-MAX“空中起重机”是目前世界上唯一一种专门为各种民用吊挂作业设计的中型直升机,也是当前世界上唯一一种采用并列双旋翼、在主桨叶片上带有伺服襟翼操纵系统替代传统的     

复合式直升机前飞状态旋翼-机翼干扰计算分析

采用自由尾迹算法和涡格法,编制了针对复合式直升机旋翼-机翼升力系统的气动计算程序,对于旋翼和机翼间的气动干扰情况进行了初步分析,计算了不同前飞速度下机翼旋翼之间的相互干扰情况,计算结果验证了程序的可行性.同时表明:机翼-旋翼间的干扰与速度有较大关系,而机翼对旋翼扭矩的影响大于对旋翼拉力的影响.由于相互干扰的存在,旋翼和机翼的效率都会降低.这为复合式直升机的设计提供了参考和分析工具.      

NASA进行低噪声桨叶风洞试验

直升机在飞行过程中产生强涡流噪声,这种噪声是前行桨叶在经过前桨叶所造成的涡流区时而产生的,为减少这种涡流噪声,各直升机制造公司曾经做过许多尝试,目前已找到了多种不同的降低噪声的办法,麦道直升机公司采用的方法是将旋翼桨叶后缘一小部分变成可调的活动襟翼,这些襟翼能根据桨叶的各位置产生不同的振幅和速度的挥舞运动,最终达到破坏涡流环境和降低噪声之目的。NASA在美国陆军的支持下,在其兰利试验中心的4.3米×6.7米的亚音速风洞中进行了缩小比例模型试验,襟翼大小     

我国第一架双旋翼共轴式直升机

北京航空航天大学研制的我国第一架双旋翼共轴式载人直升机“蜜蜂16”于1997年夏季试飞成功。试飞的主要科目有悬停转弯,前飞,后飞,左右侧飞,低空盘旋,倒“8”字飞行……试飞结果表明,该机动力特性和空气动力特性达到了设计要求,操纵性和机动性能良好。该机可用于空中巡逻、森林防火、摄影、通信等。     

升推力装置对复合直升机飞行性能的提升

为探讨升推力装置对常规复合式直升机的飞行性能影响,建立了一种复合式直升机性能分析模型。以加装机翼和螺旋桨的UH-60A直升机为样例,探讨了机翼和螺旋桨参数、升推力分配对全机性能的影响机理。结果表明:低速时,机翼和螺旋桨效率低,加装机翼和螺旋桨会降低全机升阻比;螺旋桨转速越高或桨叶负扭越大,导致螺旋桨的型阻功率越大,升阻比降低越明显。高速时,机翼和螺旋桨效率增加,螺旋桨承担绝大部分推力、机翼承担大部分升力,并降低旋翼转速,为旋翼卸载,降低了旋翼诱导和型阻功率,显著提升了全机性能;升阻比随升推力分配分别先增加后降低。300 km/h时,100%、90%、85%和80%旋翼转速时,对升推力进行优化分配后,将基准直升机的升阻比分别提升了40%、2133%、270%和306%。     

美国研制出小型无人驾驶军用直升机

美国贝尔公司已研制成功无人驾驶军用直升机。该机取名为“鹰眼”。“鹰眼”直升机可像直升机那样垂直起降,但飞行方式又像一般飞机,升空后,机翼上的旋翼作倾斜状态又变成了推进器,像一般飞机那样飞行,飞机到达敌方阵地上空时,又变为直升机模样飞行,对敌方阵地实行侦察。飞机上的传感器和摄像机把敌人阵地上的信息送回总部信息处理中心。     

倾转旋翼飞行器旋翼对机翼向下载荷计算模型

针对倾转旋翼飞行器悬停和小速度前飞的直升机飞行模式下旋翼下洗流对机翼的气动干扰影响,建立了一个机翼向下载荷的计算模型.该模型中,最关键的是建立旋翼对机翼的气动干扰面积模型.此模型考虑了倾转旋翼飞行器几何尺寸条件、发动机短舱倾转角和飞行状态等参数.最后将此模型集成到XV-15倾转旋翼飞行器飞行动力学模型中,进行配平计算,...     

复合式共轴直升机飞行动力学数学模型研究

建立了复合式共轴直升机的飞行动力学数学模型。根据复合式共轴直升机的构型特点,计入上下旋翼,旋翼与机翼之间的相互气动干扰,建立了旋翼、机翼等部件的气动计算模型。以某小型复合式共轴直升机为例,运用牛顿迭代法完成了3种飞行模式下的配平计算,得到了从悬停到高速前飞各种飞行状态下的操纵量和状态量,分析了复合式共轴直升机飞行的物理...     

国外直升机旋翼翼型研究综述

为提高直升机的性能,减少噪声,改善飞行品质,自20世纪70年代以来,美国、英国和法国等都根据对所设计直升机的性能和任务需求而致力于新翼型的研究,并建立了旋翼翼型设计和选择的方法,初步评估在达到和接近最大升力时,翼型几何参数对阻力发散Ma数的影响。得出直升机旋翼最后所选用翼型或翼型的组合,必须在具体性能要求的基础上得到。最后介绍了波音—伏托公司制定的发展先进的高速直升机计划中,在旋翼翼型研究方面,研制了VR系列翼型、法国ONARA和宇航技术公司联合实施了高速直升机旋翼性能优化的计划,研制了OA系列翼型的具体工作。     

贝尔公司试验联合重型运输计划用的倾转旋翼机

贝尔直升机公司在NASA兰利研究中心的跨音速动力学风洞中完成了贝尔/波音公司倾转旋翼飞机1/5缩比模型的风洞试验。该四倾转旋翼飞机是一个四引擎、与C-130大小差不多的飞机,可像直升机一样起飞、悬停和着陆,并拥有固定翼涡轮螺旋桨飞机的飞行速度和航程。该试验模型采用前置动力和后向旋翼、悬臂、短舱以及动态调节机翼,代表了飞行验证机的构型。这个“半翼展”模型的机身长5·14m,旋翼长2·31m。该模型设计用于重现全尺寸飞机的空气动力学和结构响应。贝尔公司、NASA与美国陆军研究实验室联合进行的这些试验,目的是研究前机翼与旋翼对…     

OH-58D直升机升级

成立AVX飞机公司是计划对贝尔公司OH-58D“基奥瓦勇士”直升机进行升级。升级采用共轴旋翼和涵道风扇以满足美国陆军武装航空侦察(AAS)的需要。公司成立于2005年,员工主要为贝尔直升机公司的前雇员,公司位于沃思堡。公司期望说服陆军出资制造一架概念验证机。AVX计划去除OH-58D的四桨叶旋翼及尾桨,换装三桨叶的共轴式旋翼、一套新的传动系统以及一个更短的安装有两个涵道风扇的尾梁。与单旋翼相比,相同的桨盘加载,共轴旋翼所需功率减少5%;无需尾桨反扭矩,至少可降低10%的功耗。公司总裁兼总工程师特洛伊.盖菲介绍改进计划:“这意味着与单旋翼相比节约15%~20%的功率。”这将在不更换发动机的情况下有效提高OH-58D直升机的高温—高原飞行性能。通过主传动系统机械传动,可变距函道风扇能够在悬停时控制方向并在直线飞行时提供强大推力。OH-58D改进后将实现的性能包括:负载5500磅无地效悬停(最大燃油量以及全武器配置,华氏95度/6000英尺高温高原环境);巡航速度120节(改进前为95节);航程240海里;续航时间3.1小时。盖菲称AVX的OH-58D改进型满足陆军AAS提出的要求,公司于3月18日对此递交了回复。...     

电控旋翼 一种新概念旋翼系统

自动倾斜器的发明,从根本上解决了传统直升机的操纵问题。但随着现代电子技术、旋翼设计制造技术的迅速发展,自动倾斜器未来将不再是唯一的直升机旋翼操纵系统。一种构建在传统伺服襟翼技术基础上的电伺服襟翼系统,将有可能用简单的电缆取代自动倾斜器复杂的机械杆系;用高效轻便的电作动器取代笨重的机械作动器,给直升机操纵系统带来革命性的进步。这就是21世纪初开始登上直升机新技术发展舞台的电控旋翼系统。     

简讯

▲日本推出MH2000直升机 MH2000是日本研制的双发10座民用直升机。该机采用“浮动”式座舱结构,由于不直接与机体相连,可有效地减少舱内噪声。该机采用自行研制与市场采购相结合的研制道路,自行研制的部件包括旋翼、主减、操纵系统、发动机、振动阻尼系统等;市场采购部分主要是航空电子设备。     

迈向未来的新型军用和民用直升机

贝尔/波音公司联合研制的V-22倾转旋翼飞机贝尔公司新型“休伊”训练直升机一一_吃一 法、中、新三国合作研制的 EC 20.5吨级民用直升机一迈向未来的新型军用和民用直升机