前行桨叶概念旋翼气动弹性响应分析

基于CFD/CSD松耦合策略,建立了前行桨叶概念(ABC)旋翼气动弹性分析方法。CFD计算中以非定常Euler/N-S方程为控制方程,通过动态重叠网格及动网格方法实现桨叶的运动及变形;桨叶结构模型通过中等变形梁理论得到;CFD和CSD数据每隔一个旋转周期交换一次。以XH-59A直升机为例,对不同前飞速度下的旋翼效率进行了分析,计算结果与试验值吻合良好。然后对旋翼振动载荷、桨尖间距、升力偏移量及桨叶载荷进行了分析,研究了前飞速度、旋翼交叉角、提前操纵角等参数对上述动力学性能的影响。该文方法具有很好的分析精度和工程适用性,分析结果可为前行桨叶概念旋翼设计提供重要参考。

基于X2TD高速直升机的前行桨叶概念旋翼翼型指标设计方法

为准确模拟高速旋翼机桨叶剖面气动特性,发展了基于CFD/CAMRADⅡ耦合算法的直升机旋翼翼型工作环境分析方法,并对方法进行了验证。在此基础上针对直升机旋翼桨叶变迎角、变马赫数的工作特点,构建了基于“α-Ma平面升阻比等高线”的全方位/全剖面旋翼翼型指标设计方法。从研究前行桨叶概念旋翼大反流、强径向流、强压缩性流场特点和升力偏置、变转速工作方式入手,针对X2TD直升机高速飞行状态下上/下旋翼、前/后行侧桨叶翼型剖面的气动特征,有针对性地提出旋翼翼型选择标准或设计、改进方向,并与国外设计结果进行了对比分析,得到了一些有意义的结论。所建立的翼型指标设计方法和计算分析结果可为高速直升机旋翼气动设计的深入研究提供参考。

前行桨叶概念高速直升机操纵冗余问题研究

前行桨叶概念(ABC)高速直升机采用共轴刚性旋翼、推力复合、操纵复合等先进技术大幅度提升飞行速度的同时也带来了复杂的冗余操纵问题,主要表现在:推力复合带来的旋翼/推力螺旋桨推力控制冗余问题;利用周期变距差动控制共轴刚性旋翼升力偏置问题;共轴刚性旋翼/尾舵面操纵复合带来的俯仰、偏航操纵冗余问题。本文基于共轴刚性推力复合式高速直升机飞行动力学模型,以需用功率最小和满足飞行品质要求为目标,对上述问题开展了分析研究,并提出了解决思路和具体解决方案,可为未来前行桨叶概念高速直升机设计提供参考。

高速直升机前行桨叶概念旋翼技术

高速直升机通过构型的革新,可以在保留直升机使用特点的基础上提高飞行速度,是直升机未来的重要发展方向之一。本文对国外相继出现的各种构型的高速旋翼飞行器进行了简要回顾,介绍了采用前行桨叶概念旋翼构型的高速直升机,对前行桨叶概念旋翼的气动、动力学和操纵特性做了分析研究,并梳理了相关的在研关键技术。

前行桨叶概念旋翼动力学分析方法

根据前行桨叶概念(ABC)旋翼配平方程中未知量多于方程数的特点,提出了一种基于优化的配平问题求解方法。进而结合计算流体力学(CFD)/计算结构动力学(CSD)松耦合策略,建立了ABC旋翼动力学分析方法。CFD分析中以非定常Euler/Navier-Stokes方程为控制方程,通过动态重叠网格及动网格方法实现桨叶的运动及变形;桨叶结构模型采用非线性中等变形梁理论建立。以XH-59A直升机为例,对不同前飞速度下的旋翼效率进行了仿真分析,计算结果与飞行试验值吻合良好。仿真结果表明,该旋翼动力学分析方法具有很好的分析精度和收敛性,可广泛应用于ABC旋翼动力学分析。