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《傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)建模與仿真》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、第27卷第4期航空學(xué)報(bào)Vol27No42006年7月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAJuly2006文章編號(hào):10006893(2006)04058404傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)建模與仿真11121楊喜立,朱紀(jì)洪,黃興李,胡春華,孫增圻(1.清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系智能技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室,北京100084)(2.清華大學(xué)航天航空學(xué)院,北京100084)ModelingandSimulationforTiltrotorAirplaneYANGXili,ZHUJihong,HUANGX
2、ingli,HUChunhua,SUNZengqi(1.StateKeyLaboratoryofIntelligentTechnologyandSystems,DepartmentofComputerScienceandTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)(2.AerospaceandAeronauticsSchool,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)摘要:傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的旋翼既要充當(dāng)直升機(jī)飛行模態(tài)的旋翼,又要充當(dāng)固定翼飛行模
3、態(tài)的螺旋槳。為了研究?jī)A轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的控制問(wèn)題,建立了傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型。其中旋翼模型采用改進(jìn)了的葉元法,旋翼誘導(dǎo)速度計(jì)算采用改進(jìn)了的動(dòng)量法。在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下進(jìn)行了仿真,并給出了仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明模型可反映傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的基本特性,可對(duì)飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供幫助。關(guān)鍵詞:傾轉(zhuǎn)旋翼;葉元法;動(dòng)量法;萬(wàn)向節(jié)旋翼中圖分類號(hào):V212.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AAbstract:Therotoroftiltrotoraircraftactsascommonrotorinhelicoptermodeaswellaspropellerin
4、fixedwingairplanemode.Inordertoresearchtheflightcontrolmethodfortiltrotorairplane,amathematicsmodelisdevelopedinthispaper.Inthemodel,themodifiedbladeelementanalysistheoryisusedtomodeltherotor,andthemodifiedmomentumtheoryisusedtocalculatetheinducedvelocity.Thesimulationisper
5、formedwithMatlab/Simulinkandtheresultshowsthatthemodelcontainsthebasicpropertiesoftiltrotor.Keywords:tiltrotor;bladeelementanalysistheory;momentumtheory;gimballedrotor傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)是介于直升機(jī)和固定翼飛機(jī)之間的新型飛機(jī)。隨著機(jī)翼兩端短艙和旋翼系統(tǒng)的傾轉(zhuǎn),它既可以像直升機(jī)一樣垂直起降,又可以像固定翼飛機(jī)一樣飛行。在中國(guó),對(duì)傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的研究剛剛開始起步,還鮮見(jiàn)關(guān)于傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的專
6、業(yè)文獻(xiàn)。本文圖1機(jī)翼受下洗流影響的分布Fig1Airfoilinfluencedbyslipstream給出傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的數(shù)學(xué)模型。仿真結(jié)果表明,模型反映傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的基本特性。然后可得不受下洗流影響的機(jī)翼面積SWfs.1機(jī)體、機(jī)翼及平尾空氣動(dòng)力設(shè)機(jī)翼空氣動(dòng)力中心W在機(jī)體坐標(biāo)系中的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)機(jī)體和平尾的空氣動(dòng)力計(jì)算和普通位置為W=-lWi-hWk,可求出自由流作用下的固定翼飛機(jī)相似,本文不做介紹,詳情見(jiàn)文獻(xiàn)[1]。機(jī)翼空氣動(dòng)力中心速度為傾轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的機(jī)翼受旋翼下洗流影響較VWfs=(u-qhW)i+(w+qlW)k大,且和短艙角n的大
7、小有關(guān)。圖1表示機(jī)翼受進(jìn)而可求出自由流下的攻角和動(dòng)壓頭。下洗流影響的分布。下洗流作用下的機(jī)翼空氣動(dòng)力中心速度為[1]可根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)受旋翼下洗流影響VWss=(u-qhW+vicosn)i+(w+qlW-visinn)k的機(jī)翼面積,其中a,b為經(jīng)驗(yàn)系數(shù);R為旋翼半徑;c進(jìn)而可求出下洗流作用下的攻角和動(dòng)壓頭。為機(jī)翼平均氣動(dòng)弦長(zhǎng);u為機(jī)體坐標(biāo)系x軸速度。計(jì)算兩部分機(jī)翼面積產(chǎn)生的空氣動(dòng)力和力矩umax-uSWss=2Rc[sin(an)+cos(bn)]并相加,可得總的機(jī)翼氣動(dòng)力和力矩。umax2旋翼空氣動(dòng)力收稿日期:20050223;修
8、訂日期:20060213基金項(xiàng)目:國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金、清華大學(xué)基礎(chǔ)研究基金(JC2003029)資助項(xiàng)目?jī)A轉(zhuǎn)旋翼飛機(jī)的2副旋翼分別位于機(jī)體兩
