TB飞机螺旋桨桨毂螺栓的试制

国外引进的ＴＢ飞机是一种单发、轻型飞机。该机型装用的是哈泽尔系列两叶螺旋桨。螺旋桨桨毂由前、后两半桨毂组成,用１０根桨毂螺栓将前、后两半桨毂连接在一起夹紧固定桨叶。螺旋桨转动时,桨毂螺栓承受全部的拉伸载荷和剪切载荷,在变速运动中还要承受额外的附加载荷。因此,对螺栓的材料和机械性能有严格要求。我厂在维修、翻修该型螺旋桨时,由于螺旋桨的数量多,所以桨毂螺栓的需用量大。为了减少维修费用,使该桨毂螺栓的生产国产化,保证足够的备件,我们选用国产航空金属材料进行试制,生产出所需的桨毂螺栓,满足了使用要求,而…     

直升机桨毂减阻设计进展

针对直升机桨毂部分,系统介绍了气动减阻设计的进展情况,包括常规主旋翼、共轴式双旋翼和无人直升机旋翼桨毂的减阻设计方案。常规单旋翼直升机上主要采用整流帽进行桨毂减阻,共轴式双旋翼桨毂分别采用钝椭圆柱和翼型截面柱体整流罩对上、下桨毂和旋翼轴进行减阻,无人直升机的桨毂减阻设计方案与有人直升机类似。在风洞试验和数值计算研究中,通常会对影响减阻效果的整流罩设计参数和组合方式进行研究。目前,直升机桨毂减阻设计与应用还面临很多困难,需要综合考虑设计制造、部件干涉以及整流罩位置控制等问题。     

桨毂三维有限元应力分析

某型螺旋桨毂坐标系的确定,此桨毂为整体形结构,沿径向均匀装置四个桨叶,如图1所示,以飞机飞行方向定位,桨毂旋转平面定为XOY平面,沿桨叶轴线方向为X轴坐标,在旋转平面内与X轴垂直方向为Y坐标,Z轴坐标则为通过旋转轴心而与飞行方向相反的轴线。在旋转平面的后端面,用端齿与发动机主轴连接,以传递扭矩及轴向位伸;其前端面安装螺旋桨整流罩,罩内装置液压调节活塞,整体结构内为空心,桨叶变距机构由此空间操纵四个桨叶。桨叶的离心力和气动力通过桨轴传递至桨毂。      

共轴式直升机桨毂阻力特性与减阻试验

共轴式直升机桨毂阻力占全机废阻的50%以上,因此有必要对桨毂阻力特性和减阻设计进行研究。 通过对某共轴式直升机桨毂模型、减阻方案及减阻方案加装涡流发生器进行风洞试验,研究轴式直升机桨毂的 阻力特性,验证减阻方案及减阻方案加装涡流发生器的减阻效果。结果表明:桨毂支臂方位角、转速和攻角变 化对桨毂及其减阻方案的阻力影响很小;上下桨毂整流罩与中间轴整流罩之间的缝隙对阻力影响比较大;减阻 方案可以降低约33%的桨毂阻力,而加装涡流发生器的减阻效果并不明显。     

共轴双旋翼桨毂减阻初步分析研究

基于CFD方法对不同构型的共轴刚性双旋翼桨毂阻力特性进行了对比分析研究,得出了桨毂气动阻力随不同曲线构型桨毂整流罩和不同构型连接轴整流罩的变化规律,建立了共轴双旋翼桨毂气动减阻方法.分析结果表明：构型3（钝椭圆＋翼型形状）的桨毂阻力比构型2（钝椭圆＋圆柱形）的桨毂阻力减小19％,构形3（钝椭圆＋翼型形状）桨毂阻力比构型1（尖椭圆＋圆柱形）桨毂阻力减小30％,构型3（钝椭圆＋翼型形状）为最佳减阻构型.     

直升机桨毂静态RCS减缩研究

在常用的雷达波频率范围内,军用直升机桨毂系统具有数平方米～数十平方米水平的雷达散射截面,不满足隐身要求。采用具有全反射性能的桨毂整流罩对某共轴式直升机桨毂系统进行屏蔽,在S、C、X、Ku波段,HH和VV极化,仰角-30°～30°范围,使其RCS峰值降低到-10dBm2以下,RCS均值在-11～-18dBm2之间,而对直升机升力影响很小,碳纤维复合材料桨毂整流罩重量约为70kg。     

SR20飞机螺旋桨系统工作原理及典型故障分析

基于SR20飞机恒速螺旋桨的系统构造,通过对该型飞机螺旋桨、调速器的构造和桨毂润滑机制的工作原理进行分析,深入阐述了诸如发动机转速损失、发动机超转/全功率转速不足、螺旋桨桨毂油脂过多等典型故障的故障原因及表征现象,提供了螺旋桨系统类似故障的诊断方法及故障排除措施,为该型飞机螺旋桨、调速器的日常维护、故障排除和预防提供了有力依据。     

短舱对螺旋桨滑流影响的IDDES数值模拟

基于非结构重叠网格技术,对短舱与螺旋桨滑流间的相互作用进行了非定常数值模拟研究。为了更好地捕捉螺旋桨尾涡的细节信息,计算采用基于Spalart-Allmaras模型的改进延迟脱体涡模拟(IDDES)方法,并在非定常计算过程中运用网格自适应技术以提高流场特征的空间分辨率。研究结果表明:IDDES方法获得的拉力系数计算值与实验值吻合良好,短舱的存在会增大螺旋桨的拉力系数;短舱对螺旋桨桨毂涡的结构影响较大,但对桨尖涡的螺旋结构影响较小;对单独螺旋桨算例来说,桨尖涡与桨毂涡的失稳发展过程都具有周期性,且在有/无短舱情况下桨尖涡的失稳位置相同,失稳后桨尖涡之间配对融合过程一致,从而说明桨毂涡对桨尖涡的失稳没有影响。     

螺旋桨周期变距系统在螺旋桨飞机姿态控制上的应用研究(下)

二、周期变距桨的设计 1.周期变距螺旋桨的结构形式 周期变距螺旋桨结构主要由桨毂、变距摇臂、桨叶、倾斜盘、桨轴、作动器、操纵拉杆组成.     

桨叶三维有限元应力分析

某型螺旋桨叶坐标系及约束条件,某型螺旋桨叶片均匀安装在整体桨毂上,叶型剖面重心基本上与桨叶径向Z轴线重合,以飞行的反向定为X轴,桨叶旋转平面为Y-Z。桨叶的边界约束条件较方便,只需将桨叶根部剖面1-1沿径向固定即可,为使在其他方向不致移动,在此剖面上的任意一点同时固定三个方向的位移。      

基于非结构嵌套网格的涵道螺旋桨数值模拟

基于非结构嵌套网格方法,通过求解可压缩Euler方程对涵道螺旋桨系统的非定常流场进行了数值模拟,并研究了桨尖间隙、螺旋桨位置、涵道尾扩张角等参数的影响规律.将计算区域分为相互重叠的旋转区域和静止区域,旋转区域包含螺旋桨和旋转的桨毂,静止区域包含涵道和部分静止的桨毂,采用嵌套网格算法真实地模拟了螺旋桨和涵道之间的相对旋转运动,得到了细致的螺旋桨流场.计算值和实验测量值的对比结果相一致.参数影响研究表明,减小桨尖间隙、在一定范围内后移螺旋桨或增加尾扩张角,均可以提高涵道螺旋桨的气动性能.     

保定惠阳航空螺旋桨制造厂

中航工业保定惠阳航空螺旋桨制造厂始建于1960年,是中国唯一的航空螺旋桨科研制造企业,也是国内主要的直升机动部件的科研制造企业。建厂近50年来,共研制生产了60余种以航空螺旋桨、调速器、顺桨泵直升机旋翼毂、尾桨为代表的航空产品和舰船空气螺旋桨25000余台(套),为20多个型号的飞机配套。近年来,工厂相继承担了多项国家重点型号的科研生产任务,为国家的国防建设做出了积极的贡献。     

欧洲开展发动机、空气动力学和倾转旋翼研究

欧洲一项耗资16亿欧元(22亿美元)的私人—官方合作的航空研究项目———“净空”联合技术已经第三次发布建议征集。研究目标是一种绿色旋翼机,合作项目聚焦于发动机、空气动力学和倾转旋翼。项目期望在轻型直升机上安装柴油发动机,并正在研究现有直升机的结构和发动机性能。项目参加单位将对发动机产生的各项载荷进行分析,并研究降低发动机安装振动的方法。被选中的公司还需要完成一项发动机热力学分析,并进行发动机及发动机舱冷却研究。将使柴油发动机的电机、滑油以及燃油系统实现最优化。发动机的研究同样还包括全权数字式控制系统。该项目预算497000欧元(676000美元),历时超过3年。在空气动力学方面,该项目正在对机身及旋翼头进行改进以减小阻力。研究的主题是:像欧直公司的EC135或EC145一样,轻型直升机能够拥有坚固的机身尾部和滑橇起落架。项目参加者将中对项目提出的新机外形进行风洞试验。这需要制作一个仅6英尺长的简化机身模型。模型必须是模块式结构,也就是说主轴整流罩、起落架、旋翼桨榖和桨毂盖能够简便拆换。模型旋翼桨毂在外形上必须逼真,而旋翼总距及周期变距则是可调整的。无需对其进行实时控制。桨毂可以是固定的也可是转动的。模型旋翼主...     

平流层飞艇三叶螺旋桨结构优化方法

为实现螺旋桨轻质量和高固有频率之间的权衡设计，发展了1种桨叶对称削层结构的分区优化方法。为拓宽其高效率的速度和高度范围，应采用变桨距技术，需要设计圆柱形桨叶根部。该桨叶与不同桨距角的桨毂组合装配，可实现人工变桨距，在地面试验中达到高空转速。该螺旋桨采用组合分体式桨毂布局、桨叶内部填充泡沫和碳纤维混合结构，基于NSGA-Ⅱ（non-dominated sorting genetic algorithm），完成了支座固支的桨叶铺层参数优化，得到桨叶质量和频率的Pareto解集，在±10%频率安全裕度外选取最优铺层方案，并与实物测试值对比，结果表明：桨叶质量相对误差2.09%；支座固支的单桨叶频率相对误差9.30%；桨毂固支的组合体频率相对误差2.76%，避开了工作转速共振区间，证明该结构优化方法是合理有效的。     

“科曼奇”安装新整流罩

波音—西科斯基公司打算为RAH—66“科曼奇”安装新的平顶圆形整流罩,以保护毫米波火控雷达,它将被直接安装在旋翼桨毂上。为波音公司AH—64D“阿帕奇”直升机提供“长弓”雷达的诺期柔普·格鲁曼公司正与雷森公司竞争为“科曼奇”项目设计新的更轻的整流罩装置。     

桨间距对某型共轴对转螺旋桨气动性能的影响

为掌握共轴对转螺旋桨的桨间气动干扰规律，降低桨间气动干扰强度，提升共轴对转螺旋桨的气动性能，基于非定常雷诺平均Navier-Stocks方程耦合湍流模型的计算方法，并使用了滑移网格技术，研究了4种不同桨间距的6×6构型对转螺旋桨的桨间气动干扰对其气动性能的影响，桨间距选择了4种不同方案。研究结果表明：在4种不同的轴向桨间距中，当桨间距为0.25倍螺旋桨直径时，共轴对转螺旋桨的平均推进效率最高，并且气动干扰导致的效率脉动幅度较小；随着桨间距的增大，前、后排桨受到的气动干扰强度都会减小，相比于后桨，前桨因气动干扰造成的脉动对桨间距更加敏感。可见共轴对转螺旋桨的桨间距会对螺旋桨的气动干扰，及气动性能产生较为明显的影响，在设计共轴对转螺旋桨时选择合适的桨间距，有利于提高螺旋桨气动性能。     

弹性杆端在某型机主桨毂中的设计与应用

以某型机主桨毂弹性杆端设计分析为例,介绍了弹性杆端的结构特点,阐述了主桨毂运动学分析模型及骨架驱动模型在弹性杆端设计分析中的应用,同时阐述了弹性杆端对主桨毂周边结构的影响分析。为弹性杆端在主桨毂及其它系统中的应用提供参考。     

涵道螺旋桨与孤立螺旋桨气动特性的 数值模拟对比

基于非结构动态嵌套网格方法,对涵道螺旋桨与孤立螺旋桨的气动特性进行了非定常Euler方程数值模拟对比研究和分析.将计算区域分成旋转区与静止区两个子域,生成相互重叠的嵌套网格,有效地解决了螺旋桨与涵道以及静止部分桨毂之间的相对旋转问题.计算结果与实验结果相一致,验证了计算方法的正确性.涵道入口前缘形成的负压区是产生涵道附加拉力的原因所在.对比计算结果表明:与孤立螺旋桨相比,涵道的存在改善了螺旋桨桨尖区域的绕流特性,减小了桨尖损失;相同转速情况下,涵道螺旋桨产生更大的拉力,而所需功率略小,涵道螺旋桨系统具有更高的气动效率.      

CH-46海上骑士的改进

波音直升机公司对安装新不锈钢旋翼桨毂和改进的减速器与传动轴部件的CH-46“海上骑士”在动力部件改进计划下完成了17小时飞行试验。这个计划的     

一种导管螺旋桨非定常干扰流CFD方法

基于雷诺平均Navier-Stokes控制方程和非结构网格旋转/静止滑移面技术,开展了导管与螺旋桨动/静部件干扰的非定常流及性能预测数值模拟方法研究。提出了静止与旋转域的多块网格布局策略及转/静滑移面技术,研究了导管壁面与螺旋桨桨梢间隙的网格布局形式,有效解决了螺旋桨旋转流及螺旋桨与导管干扰计算问题。典型敞开桨与导管螺旋桨算例的数值模拟结果与实验值符合一致,研究结果表明：所发展的导管螺旋桨CFD分析方法是实用、有效的。