主动扭转旋翼振动载荷减缓控制优化

为降低旋翼前飞状态的桨毂振动载荷水平,应用主动扭转旋翼技术,开展最优控制方案研究。建立基于中等变形梁理论的旋翼气动弹性动力学模型,以预测稳态飞行的桨毂振动载荷。使用UH-60A直升机旋翼算例验证所建模型准确性并作为研究基准。通过谐波相位及幅值变参分析,研究单谐波扭转控制对振动载荷的影响。构建基于遗传算法的主动扭转旋翼控制参数优化框架,开展展向一致多谐波扭转控制参数优化与分段多谐波扭转控制方案优化。结果表明:优化的多谐波扭转控制相比单谐波主动扭转控制可起到更好的桨毂振动载荷减缓效果。而以桨叶中点为分段点的最优2段扭转控制方案,通过对内外段桨叶施加不同的扭转控制规律,进一步降低了六方向的振动载荷水平。

旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器概念设计研究

近些年来垂直起降(VTOL)飞行器发展迅速,并获得了一些突破性进展,但仍有许多尚未解决的问题。结合旋翼机和固定翼飞机的优点,提出一种旋翼固定翼复合式飞行器布局方案,兼具优异的垂直起降性能及高速飞行能力,具有转换过渡稳定平滑、可控性强的特点。在该旋翼固定翼复合式布局中,特型旋翼可旋转以提供垂直升力,也可停转、锁定与固定式机翼保持平行,最终转换为固定翼面使得飞机转换为固定翼布局,并在机翼上布置矢量推力装置,实现高速飞行。概念设计研究围绕设计方法、特型旋翼、矢量推力系统等关键技术展开,并开展了平飞模式飞行特性、垂直起降模式飞行特性、航程、航时以及飞行操纵等性能的分析。通过试制小型原理验证机,并对各飞行状态及转换过渡飞行进行飞行试验,验证了该布局的可行性。结合实际算例展开分析计算,验证了该方案设计方法的准确性和实用性。