复合式共轴无人直升机气动特性研究

bb20920d · 发表于 2022-4-12 13:18:57

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传统直升机由于局部激波、气流分离和桨盘前倾的题目限制了飞行速度，有翼式直升机不能根本改观这一限制，而复合式直升机成为了一种提高飞行速度行之有效的办法。本文对比分析了几种布局形式的直升机优缺点.共轴式直升机拥有有上下两副旋翼，共轴反转，无需尾桨消耗功率提供平衡反扭矩，结构更加紧凑，因而在其基础上加装机翼和推力螺旋桨的复合式共轴直升机成为了各国家科技工作者青睐的对象。本文建立了用于FLUENT数值模拟计算的样例机几何模型与物理模型，数值计算结果与风洞试验数据比较，验证了模型的合理性与有效性。并利用FLUENT模拟分析比较了加装机翼前后、收起落架前后的气动特性变化，计算结果可信，可部分替代今后优化改型及进一步计算分析所需的实验。本文着眼于复合式共轴无人直升机功率及升力分配的研究。由于复合式共轴直升机拥有旋翼-机翼两套升力系统与旋翼-推力螺旋桨两套推力系统，存在升力的分配与推力的分配题目，继而产生了功率的相应变化。如何找到最优的功率，实现最经济的飞行方式成为了本文研究的重点。以某小型复合式共轴无人直升机为例，针对悬停、低速前飞、高速前飞建立了相应的旋翼需用功率、螺旋桨需用功率及机体废阻功率的求解方法。利用牛顿迭代法求解力学模型及螺旋桨相关参数，进而求解旋翼拉力、螺旋桨推力及需用功率，得到了有理论基础的实验数据。

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