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面内碰摩作用下带冠叶片组合共振动力学特性研究
1
作者 苑高飞 冯志壮 +2 位作者 谷晓宁 邢龙涛 樊枫 《装备环境工程》 2025年第1期69-80,共12页
目的研究面内碰摩作用下带冠叶片组合共振的动力学特性。方法将带冠叶片等效为端部具有集中质量的旋转悬臂梁结构,随后基于宏观滑移原理建立冠间碰摩载荷的力学模型,并采用谐波平衡法求解该载荷的等效刚度和等效阻尼,最后采用多尺度法... 目的研究面内碰摩作用下带冠叶片组合共振的动力学特性。方法将带冠叶片等效为端部具有集中质量的旋转悬臂梁结构,随后基于宏观滑移原理建立冠间碰摩载荷的力学模型,并采用谐波平衡法求解该载荷的等效刚度和等效阻尼,最后采用多尺度法建立组合共振下柔性带冠叶片的瞬态及稳态振动控制方程。研究叶冠倾角及频率解谐参数对组合共振下叶片瞬态及稳态响应动力学特性的影响。结果特定参数条件下,柔性带冠叶片将发生组合共振,忽略叶冠碰摩作用时,内共振和主共振将不会同时发生。结论组合共振下,主共振能量通过内共振模态间的耦合作用由主共振模态传递到非主共振模态上,且内共振模态稳态响应幅值存在π的相位差。几何非线性在变主共振解谐参数的稳态振动中起硬弹簧作用,而其在变内共振解谐参数的响应中起软弹簧作用。增大叶冠法向接触刚度会抑制组合共振下叶片的稳态响应幅值,并缩窄不稳定域的宽度。 展开更多
关键词 带冠叶片 冠间碰摩 几何非线性 组合共振 多尺度法 谐波平衡法
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对称式斜铰旋翼动力学建模及响应
2
作者 王可心 王磊 张学东 《中国科技信息》 2025年第6期127-131,共5页
本文针对对称式斜铰旋翼,提出包含电机控制的动力学建模方法。在小型旋翼飞行器领域,起到为后续实验及机型上应用提供理论支撑及操纵效果等数据预测作用。对称式斜铰旋翼如付诸现实将应用在小型多旋翼无人机上,提高飞行器机动性,产生经... 本文针对对称式斜铰旋翼,提出包含电机控制的动力学建模方法。在小型旋翼飞行器领域,起到为后续实验及机型上应用提供理论支撑及操纵效果等数据预测作用。对称式斜铰旋翼如付诸现实将应用在小型多旋翼无人机上,提高飞行器机动性,产生经济效益。0背景旋翼飞行器包括多种构型的直升机、多旋翼飞行器及倾转旋翼机等,这类飞行器具有垂直起降及悬停能力,具备较好的低速机动性,对机场环境要求低,在军事、民用领域都有着丰富的应用需求。旋翼既是升力系统又是操纵系统,传统的直升机旋翼系统采用自动倾斜器及其他作动器组成的机构进行操纵控制,结构较为复杂,桨榖重量大、成本高、加工及维护难度大。一种无自动倾斜器旋翼设计可以一定程度解决这些问题。这种设计用更简洁的摆振-变距耦合斜铰结构代替自动倾斜器,利用转速变化操纵桨距。现有多旋翼飞行器多采用不同旋翼间转速差动调节进行机动控制,一些新型多旋翼飞行器设计中使用变桨距旋翼,以实现提高操控速度、增强机动性的目的。对称式斜铰旋翼,综合了这两种控制方法的优势,利用桨叶惯性,在转速的改变的同时引起桨距角的变化,转速与桨距的叠加大大提升了操纵的效率,同时又不需要加入桨叶变距机构,有效减小结构重量及复杂度,使用和维护难度降低,是一种有利的旋翼设计方案。 展开更多
关键词 多旋翼飞行器 自动倾斜器 多旋翼无人机 倾转旋翼机 垂直起降 操纵系统 旋翼 对称式
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直升机旋翼动态失速研究新进展
3
作者 井思梦 招启军 +2 位作者 杨柳青 高远 赵国庆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期205-225,共21页
半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数... 半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数值分析技术的发展情况,总结了当前技术水平,并剖析了这两类技术未来的发展方向。接着,从旋翼翼型、有限翼展机翼和旋翼等多个层面,系统梳理了动态失速机理的研究进展,对现有研究进行总结与分析,指出了当前研究存在的不足与难点。然后,阐述了旋翼动态失速流动控制方法的研究现状,对比了主动与被动流动控制各自的优缺点及发展潜力。最后,介绍了旋翼动态失速半经验模型的发展,特别指出近年来迅猛发展的人工智能技术,为半经验模型降低对试验数据的依赖、提升预测精度与效率带来了新契机。模态分解、数据驱动与机器学习等先进分析技术,为直升机旋翼动态失速研究注入了新活力,推动了相关研究的发展。可以预见,人工智能技术将在未来旋翼动态失速研究中发挥重要作用。 展开更多
关键词 动态失速 翼型 有限翼展机翼 旋翼 流动控制 半经验模型 人工智能
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直升机结构响应自适应双陷波多频控制
4
作者 沈晓宇 宋来收 夏品奇 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期761-767,共7页
高效的控制算法是提升直升机减振性能的关键,本文针对直升机振动的多阶频率特征,构建自适应陷波响应分离器和控制器,建立直升机结构响应自适应双陷波控制算法,陷波响应分离器分离控制误差响应中的各阶频率成分,结合陷波控制器实现时域... 高效的控制算法是提升直升机减振性能的关键,本文针对直升机振动的多阶频率特征,构建自适应陷波响应分离器和控制器,建立直升机结构响应自适应双陷波控制算法,陷波响应分离器分离控制误差响应中的各阶频率成分,结合陷波控制器实现时域中对各阶频率响应的独立控制。基于某直升机动力学相似模型,对自适应双陷波控制进行了仿真分析和试验研究,结果表明自适应双陷波控制算法在多频率激励条件下具有良好的控制性能和更快的收敛速度,并能提升临界收敛步长,从而增强控制系统鲁棒性。 展开更多
关键词 直升机 结构响应主动控制 自适应双陷波器算法 试验研究
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新型复合式构型直升机气动干扰特性分析
5
作者 梁家辉 张夏阳 招启军 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期922-932,共11页
综合共轴双旋翼直升机高悬停效率和操纵效率的特点及双推力螺旋桨复合式直升机高速前飞性能的优势,将共轴双旋翼应用到双推力螺旋桨复合式直升机上。以X3复合式直升机为基准,将单旋翼改为共轴双旋翼。为研究共轴双旋翼对复合式直升机气... 综合共轴双旋翼直升机高悬停效率和操纵效率的特点及双推力螺旋桨复合式直升机高速前飞性能的优势,将共轴双旋翼应用到双推力螺旋桨复合式直升机上。以X3复合式直升机为基准,将单旋翼改为共轴双旋翼。为研究共轴双旋翼对复合式直升机气动特性的影响,建立全机快速配平方法,并在此基础上针对不同构型直升机开展气动特性分析。结果表明:相较于单旋翼构型,共轴双旋翼构型直升机空气动力学特性具有良好的对称性;在保持较好的高速前飞性能的情况下,共轴双旋翼复合构型可以显著提升悬停和低速飞行性能,悬停效率提升6.8%,100 km/h前飞速度下总需用功率降低23.1%;低速状态下共轴双旋翼对螺旋桨的气动干扰程度明显低于单旋翼构型。 展开更多
关键词 共轴双旋翼 双推力螺旋桨 复合式直升机 旋翼动量源 气动干扰
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低空风切变对大型直升机飞行特性的影响
6
作者 叶毅 陈仁良 卫圆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期226-235,共10页
为分析低空风切变对某大型直升机起飞过程中飞行特性的影响,建立风切变模型以及耦合风干扰的直升机飞行动力学模型。模拟不同强度和风向的水平风垂直切变,以及不同强度上洗和下洗垂直切变对大型直升机起飞过程中姿态、位移及操纵响应的... 为分析低空风切变对某大型直升机起飞过程中飞行特性的影响,建立风切变模型以及耦合风干扰的直升机飞行动力学模型。模拟不同强度和风向的水平风垂直切变,以及不同强度上洗和下洗垂直切变对大型直升机起飞过程中姿态、位移及操纵响应的影响。结果表明:随着水平风垂直切变强度的增大,直升机俯仰姿态逐渐出现振荡,且纵向位置偏移明显。风向的改变显著影响横、纵向周期变距。不论是上洗还是下洗垂直切变,均会引起直升机姿态变化和位置偏移,下洗引起的姿态变化幅度更大,对驾驶员操纵的影响也更为严重。 展开更多
关键词 低空风切变 直升机 飞行特性 飞行动力学 操纵响应
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直升机振动主动控制方法研究综述
7
作者 王潇 杨一凡 张硕 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期1-10,共10页
直升机振动问题突出,振动控制技术始终是直升机发展过程中的一项关键技术。回顾了直升机振动控制技术的研究进展,重点综述了直升机振动主动控制技术。首先给出了直升机振动控制发展至今的技术分类,简要介绍了直升机振动被动控制技术原理... 直升机振动问题突出,振动控制技术始终是直升机发展过程中的一项关键技术。回顾了直升机振动控制技术的研究进展,重点综述了直升机振动主动控制技术。首先给出了直升机振动控制发展至今的技术分类,简要介绍了直升机振动被动控制技术原理,着重对振动主动控制技术的原理和发展,包括作用于机身结构的主动控制,作用于自动倾斜器的高阶谐波控制和独立桨叶控制,作用于桨叶的主动扭转旋翼、主动后缘襟翼、主动桨尖和微型襟翼等控制进行了详述。最后展望了直升机振动主动控制技术研究的发展方向和未来趋势。 展开更多
关键词 直升机 振动主动控制 旋翼系统 综述
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基于CFD方法的舰载直升机着舰风限图计算 被引量：1
8
作者 左清宇 徐国华 史勇杰 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期227-233,共7页
本文建立了一种基于Navier⁃Stokes方程的直升机着舰流场计算方法,可应用于着舰区域旋翼/机身/尾桨气动力的计算。该方法采用隐式耦合的求解方式,以双时间方法进行推进来模拟直升机着舰过程中着舰域的流场特性。为提高计算效率,旋翼和尾... 本文建立了一种基于Navier⁃Stokes方程的直升机着舰流场计算方法,可应用于着舰区域旋翼/机身/尾桨气动力的计算。该方法采用隐式耦合的求解方式,以双时间方法进行推进来模拟直升机着舰过程中着舰域的流场特性。为提高计算效率,旋翼和尾桨采用动量源模型来计算其在流场中的作用。在使用该计算方法的同时,本文采取多项式拟合的方式修正直升机非线性飞行动力学模型的计算结果,以此实现复杂流场中的直升机配平计算。应用所建立的方法,文中以UH⁃60A直升机和SFS2舰船为研究对象,进行了单机的耦合CFD方法的全机配平分析,验证了配平方法的可行性。然后引入了直升机安全着舰判据,利用耦合CFD的配平方法和安全着舰判据,计算了该机/舰组合的理论着舰风限图。 展开更多
关键词 直升机空气动力学 舰载直升机 飞行动力学 配平分析 理论风限图
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直升机双层平尾构型气动特性分析
9
作者 孙会迅 孙朋朋 +3 位作者 杨永飞 袁明川 樊枫 林永峰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期232-240,共9页
为分析双层平尾气动特性,采用CFD方法建立了直升机平尾计算模型,获得了低速前飞和机身大迎角状态不同构型平尾的气动特性,分析了单层和双层平尾构型的气动特性和流场特点,研究了双层平尾对低速前飞状态和大迎角状态的纵向静稳定性改善... 为分析双层平尾气动特性,采用CFD方法建立了直升机平尾计算模型,获得了低速前飞和机身大迎角状态不同构型平尾的气动特性,分析了单层和双层平尾构型的气动特性和流场特点,研究了双层平尾对低速前飞状态和大迎角状态的纵向静稳定性改善作用机理。结果表明:双层平尾构型通过抑制旋翼/平尾干扰改善低速前飞状态下的直升机俯仰力矩突增问题,前进比为0.05时,双层平尾俯仰力矩比单层平尾减小56.8%;双层平尾的失速迎角和最大俯仰力矩增大,从而增强直升机大迎角状态的纵向静稳定性,迎角20°时,双层平尾俯仰力矩比单层平尾增大60.1%。 展开更多
关键词 双层平尾 气动特性 气动干扰 纵向静稳定性 CFD
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基于运动嵌套网格的直升机旋翼/机身/平尾干扰流场模拟分析
10
作者 张天毅 徐国华 +1 位作者 史勇杰 胡志远 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期534-544,共11页
基于运动嵌套网格方法建立了一套针对直升机旋翼/机身/平尾非定常干扰流场的数值模拟方法,并通过ROBIN机身和Caradonna&Tung旋翼算例进行了验证。应用该方法计算了悬停和前飞状态下直-9直升机旋翼/机身/平尾干扰流场,并与孤立旋翼... 基于运动嵌套网格方法建立了一套针对直升机旋翼/机身/平尾非定常干扰流场的数值模拟方法,并通过ROBIN机身和Caradonna&Tung旋翼算例进行了验证。应用该方法计算了悬停和前飞状态下直-9直升机旋翼/机身/平尾干扰流场,并与孤立旋翼、孤立机身流场的数值模拟结果进行了对比,分析了不同前飞速度下的旋翼/机身/平尾非定常气动干扰规律。计算结果表明,机身对旋翼诱导速度的干扰具有很强的方向性,并且会导致旋翼桨尖涡涡管畸变,引起旋翼拉力系数波动峰峰值增加;在旋翼下洗流作用下,机身/平尾表面呈现出复杂的非定常压力分布;随前进比增大,旋翼尾流远离平尾区域,气动干扰显著减弱。 展开更多
关键词 直升机 计算流体力学 干扰流场 运动嵌套网格 数值模拟
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吸波材料覆盖直升机强散射源RCS缩减分析
11
作者 程健来 孔祥鲲 +1 位作者 费钟阳 招启军 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期217-226,共10页
针对武装直升机的宽带隐身问题,提出利用射线追踪和逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像确定直升机强散射源位置的方法,形成电磁超构材料和磁性材料一体化设计直升机部分强散射源的隐身设计构想,并计算分析了两... 针对武装直升机的宽带隐身问题,提出利用射线追踪和逆合成孔径雷达(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)成像确定直升机强散射源位置的方法,形成电磁超构材料和磁性材料一体化设计直升机部分强散射源的隐身设计构想,并计算分析了两款隐身材料加载后对整机隐身效果的影响。首先,分析等效媒质理论、射线追踪与ISAR成像原理。然后,通过射线追踪以及ISAR成像的计算,精确且直观地捕获强散射源部位。最后,给出了两款材料的反射系数并分析加载直升机后单站雷达散射截面(Radar cross section,RCS)变化。计算结果表明,两种不同类型隐身材料覆盖直升机强散射源部位后可以达到局部角域范围内RCS缩减的目的,为隐身材料和直升机蒙皮及旋翼的融合设计提供了参考。 展开更多
关键词 直升机 雷达散射截面 射线追踪 逆合成孔径雷达成像 电磁超构材料 磁性材料
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直升机/发动机耦合模型建模与动态响应分析
12
作者 卫圆 陈仁良 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-9,共9页
为准确描述直升机的机动飞行动态响应过程,本研究将发动机气动热力学模型与直升机飞行动力学模型相结合,建立了一种能够反映旋翼转速波动影响的直升机/发动机耦合模型。首先,建立旋翼的飞行动力学模型和发动机的部件级气动热力学模型,... 为准确描述直升机的机动飞行动态响应过程,本研究将发动机气动热力学模型与直升机飞行动力学模型相结合,建立了一种能够反映旋翼转速波动影响的直升机/发动机耦合模型。首先,建立旋翼的飞行动力学模型和发动机的部件级气动热力学模型,然后根据功率匹配关系建立旋翼/发动机耦合模型,最终形成了包含发动机动态特性的直升机/发动机耦合模型。使用UH-60A飞行试验数据验证直升机模型的配平与动态响应结果,表明本研究建立的直升机模型能够准确描述旋翼转速变化与偏航方向力矩变化。最后,对直升机垂直跃升(bob-up)机动飞行进行仿真计算。结果表明,在垂直跃升机动过程中,直升机飞行状态迅速变化,发动机负载快速变化造成旋翼转速突变,并在偏航方向引起偏航角速度反向变化,对垂直跃升机动造成不利影响。本研究对深入认识直升机与发动机之间的耦合关系,改进直升机发动机耦合控制律设计,提高直升机机动性能具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 发动机气动热力学 直升机飞行动力学 贴地飞行 垂直跃升 瞬态分析
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发动机动态特性对直升机飞行品质的影响分析
13
作者 卫圆 陈仁良 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期838-846,共9页
分析了发动机动态特性对直升机在悬停和低速前飞状态下飞行品质的影响。基于发动机与直升机之间的功率匹配关系,建立直升机/发动机耦合模型。使用ADS-33E-PRF飞行品质规范中的扭矩响应、高度响应与总距偏航耦合特性指标,定量评估发动机... 分析了发动机动态特性对直升机在悬停和低速前飞状态下飞行品质的影响。基于发动机与直升机之间的功率匹配关系,建立直升机/发动机耦合模型。使用ADS-33E-PRF飞行品质规范中的扭矩响应、高度响应与总距偏航耦合特性指标,定量评估发动机动态特性的影响。结果表明:发动机输出滞后导致直升机扭矩与总距偏航耦合操纵品质下降,同时会对直升机高度响应产生负面影响。随着前飞速度增加,发动机对扭矩响应特性与总距偏航耦合效应的影响进一步加剧,但对高度响应的不利影响得到缓解。该研究可以为直升机/发动机耦合控制律设计提供参考依据。 展开更多
关键词 直升机 发动机 耦合模型 飞行品质 发动机动态特性
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双推力复合式高速直升机悬停状态全机气动干扰特性计算研究
14
作者 王许泉 江露生 +2 位作者 孙会迅 樊枫 李尚斌 《直升机技术》 2024年第4期15-21,共7页
对双推力复合式高速直升机开展了悬停状态全机气动干扰特性计算研究。采用基于动量源的CFD方法完成悬停状态全机配平和旋翼、螺旋桨、机身部件的全机组合与两两组合以及孤立状态的流场数值模拟;对计算结果进行性能对比和流场分析,得到... 对双推力复合式高速直升机开展了悬停状态全机气动干扰特性计算研究。采用基于动量源的CFD方法完成悬停状态全机配平和旋翼、螺旋桨、机身部件的全机组合与两两组合以及孤立状态的流场数值模拟;对计算结果进行性能对比和流场分析,得到各部件之间的干扰机理。结果表明:悬停状态下机身和机翼对旋翼下洗的阻塞作用使旋翼拉力增大,在两侧螺旋桨作用下旋翼拉力进一步增大4.2%,悬停效率提高4%;机身受到旋翼下洗产生的向下载荷,又由于右侧螺旋桨滑流作用,机身所受向下载荷进一步增大;两侧螺旋桨受旋翼下洗流作用,拉力明显增大,但由于机翼的干扰作用,全机下左侧螺旋桨拉力减少0.8%,右侧螺旋桨拉力提高45.6%。 展开更多
关键词 气动干扰 悬停状态全机配平 数值模拟 性能变化 高速直升机
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直升机ACF智能旋翼压电叠堆输出特性仿真分析
15
作者 段锦帆 姚佐聪 +1 位作者 胡和平 高乐 《直升机技术》 2024年第2期31-34,共4页
压电叠堆是ACF智能旋翼中后缘襟翼的致动元件,其输出性能的好坏直接影响后缘襟翼的偏转效率。基于COMSOL Multiphysics有限元平台,对全电极和叉指电极两种构型的压电叠堆进行了参数化建模,对叠堆自由位移和阻塞力两种典型输出特性进行... 压电叠堆是ACF智能旋翼中后缘襟翼的致动元件,其输出性能的好坏直接影响后缘襟翼的偏转效率。基于COMSOL Multiphysics有限元平台,对全电极和叉指电极两种构型的压电叠堆进行了参数化建模,对叠堆自由位移和阻塞力两种典型输出特性进行了仿真分析,并利用理论进行了校验。结果表明,基于参数化建模的压电叠堆有限元模型具有良好的准确性,其计算结果与理论模型计算结果基本保持一致;两种构型压电叠堆的输出特性随激励电压的变化都是趋于线性的;相同激励电压下,同横截面积的叉指电极型压电叠堆的自由位移小于全电极型,减小比例与各陶瓷层活性区面积的缩减比例一致,而两种构型叠堆的阻塞力大小相当,叉指电极的尺寸缩进不会使得阻塞力明显降低。 展开更多
关键词 智能旋翼 压电叠堆 有限元 参数化建模 输出特性
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无人直升机集群协同维修智能决策优化
16
作者 王亚楠 张柯 姜斌 《航空科学技术》 2024年第10期26-34,共9页
利用智能算法针对无人直升机集群协同维修问题进行决策和优化,可以在维修资源不充裕的情况下最大化无人直升机任务执行可靠度,因此,维修决策优化成为国内外研究的热点之一。本文结合选择性维修理论基础和维修过程实践,建立无人直升机集... 利用智能算法针对无人直升机集群协同维修问题进行决策和优化,可以在维修资源不充裕的情况下最大化无人直升机任务执行可靠度,因此,维修决策优化成为国内外研究的热点之一。本文结合选择性维修理论基础和维修过程实践,建立无人直升机集群协同维修模型。采用遗传算法实现协同维修的智能决策优化,获得实践约束下的多目标最优化解集作为维修序列规划方案。结合算例,分析维修团队分配与维修等级选择对维修目标的影响,验证模型及算法的有效性。 展开更多
关键词 选择性维修 可靠度 遗传算法 无人直升机 NSGA-Ⅱ
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沉浮运动对翼型非定常气动力的影响
17
作者 彭裕 虞志浩 +1 位作者 江期凰 刘勇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期2146-2152,共7页
采用计算流体力学的方法,建立了针对翼型动态失速数值模拟的数值计算模型,分析沉浮运动对翼型非定常气动力的影响。通过与NACA0012翼型的俯仰运动风洞实验数据进行比较,模型在轻度失速和深度失速状态下的模拟结果与试验值吻合较好,验证... 采用计算流体力学的方法,建立了针对翼型动态失速数值模拟的数值计算模型,分析沉浮运动对翼型非定常气动力的影响。通过与NACA0012翼型的俯仰运动风洞实验数据进行比较,模型在轻度失速和深度失速状态下的模拟结果与试验值吻合较好,验证了所提数值计算模型的准确性和可行性。将NACA23012翼型的沉浮运动等效为俯仰运动,两种运动方式计算得到的翼型升力特性很接近,但力矩特性差异明显,随着沉浮幅值和来流马赫数的增大,力矩特性差异进一步扩大。增加沉浮幅值,俯仰和沉浮运动气动力矩的阻尼作用明显增强,增大来流马赫数,力矩阻尼作用减小,并在马赫数为0.85时出现力矩发散现象。 展开更多
关键词 非定常气动力 翼型 动态失速 沉浮运动 计算流体力学
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无人飞艇动力学建模及控制系统设计
18
作者 黄悦笛 徐锦法 《飞行力学》 北大核心 2025年第1期34-41,共8页
设计了一种飞艇类新构型临近空间飞行器,能够通过具有翼型外型的气囊产生浮力和升力,在高空实现定点悬停、低速前飞,并完成一系列飞行任务。建立了飞艇飞行动力学模型,通过模糊控制器控制气囊迎角,使其适应于当前飞行状态;结合串行PID... 设计了一种飞艇类新构型临近空间飞行器,能够通过具有翼型外型的气囊产生浮力和升力,在高空实现定点悬停、低速前飞,并完成一系列飞行任务。建立了飞艇飞行动力学模型,通过模糊控制器控制气囊迎角,使其适应于当前飞行状态;结合串行PID控制器,实现对位置及姿态的稳定控制,使飞艇能够在临近空间状态下实现稳定飞行。仿真结果表明,所设计的飞艇能够在较大阵风扰动情况下按照既定轨迹完成飞行任务;在12 km高度下,受盛行西风影响时仍能够完成既定的飞行任务。 展开更多
关键词 临近空间飞行器 串行PID控制器 模糊控制器
原文传递
基于遗传算法的常规复合式高速直升机飞行性能参数优化 被引量：3
19
作者 曾怡兰 韩东 刘壮壮 《航空科学技术》 2023年第9期52-61,共10页
单旋翼带尾桨式的传统直升机受旋翼气动特性的不利影响,其最大飞行速度等性能受到制约,因此高速直升机成为国内外研究的热点。为研究基于遗传算法的参数优化对常规旋翼构型复合式高速直升机飞行性能的影响,本文采用动量叶素理论和Young... 单旋翼带尾桨式的传统直升机受旋翼气动特性的不利影响,其最大飞行速度等性能受到制约,因此高速直升机成为国内外研究的热点。为研究基于遗传算法的参数优化对常规旋翼构型复合式高速直升机飞行性能的影响,本文采用动量叶素理论和Young曲线拟合相结合的方法建立了悬停和低速下负拉力状态螺旋桨气动模型,构建了基于遗传算法的飞行性能优化模型。以X3高速直升机为样例,对悬停、低速(200km/h)和高速(400km/h)分别进行优化,分析了直升机功率、操纵量和姿态角变化。结果表明,基于遗传算法的参数优化方法能提升特定速度下复合式直升机的飞行性能。悬停、200km/h和400km/h优化后的直升机总功率均降低,比基准值分别低16.3%、10.9%和19.6%。高速时最优直升机总功率主要依赖优化旋翼部件,通过显著降低旋翼总功率来实现。悬停状态的优化参数趋势和操纵量变化与400km/h优化后的相反,而200km/h优化后的旋翼参数变化趋势与悬停状态一致,螺旋桨参数变化趋势则相反。本文为未来高速直升机总体参数选择、飞行性能优化等提供一定的帮助。 展开更多
关键词 复合式直升机 螺旋桨 飞行性能 遗传算法 参数优化
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“2-lead”多直升机升力系统的气动干扰和性能变化
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作者 丁志伟 段登燕 +2 位作者 赵刚 宣金婷 李建波 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI CSCD 2023年第4期401-419,共19页
参与协同吊挂的直升机属于近距离编队飞行,旋翼尾流之间存在严重的气动干扰,从而带来复杂的气动力学耦合问题。因此在研究性能优化、先进编队控制之前,有必要研究协同吊挂系统的气动干扰及其带来的性能变化。本文以4架纵列式直升机组成... 参与协同吊挂的直升机属于近距离编队飞行,旋翼尾流之间存在严重的气动干扰,从而带来复杂的气动力学耦合问题。因此在研究性能优化、先进编队控制之前,有必要研究协同吊挂系统的气动干扰及其带来的性能变化。本文以4架纵列式直升机组成的“2-lead”队形的协同吊挂系统为研究对象,采用黏性涡粒子/面元法研究直升机协同吊挂系统稳定飞行状态下的性能和流场。其中,系统的稳定飞行状态通过分层配平法得到,涡/面法通过风洞试验数据验证。在此基础上,研究了不同飞行速度及不同直升机相对位置下的系统气动干扰和性能变化。计算结果表明:前飞时,研究对象中前后布置的直升机间存在严重的气动干扰。其中,前进比为0.1时,队列中后方纵列式直升机的前旋翼存在20%的推力损失和15%的功耗增加。当队列中直升机间的纵向距离大于3.5倍旋翼直径D、侧向距离大于0.75倍旋翼直径D,或垂向距离大于0.5倍旋翼直径D时,气动干扰均会大大降低。 展开更多
关键词 多升力 直升机 性能变化 气动干扰 涡方法 编队
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