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1、中圖分類號：V215.3論文編號：102870115－S174學(xué)科分類號：082501碩士學(xué)位論文新型橫列式直升機(jī)無周期變距旋翼氣彈響應(yīng)及穩(wěn)定性分析研究生姓名姜文駿學(xué)科、專業(yè)飛行器設(shè)計(jì)研究方向直升機(jī)旋翼動力學(xué)指導(dǎo)教師夏品奇教授南京航空航天大學(xué)研究生院航空宇航學(xué)院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringAeroelasticResponseandStabilityAnalysisofCycliclessPitchRotorof
2、Side-by-SideHelicopterAThesisinFlightVehicleDesignbyJiangWenjunAdvisedbyProfessorXiaPinqiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承諾書本人鄭重聲明：所呈交的碩士學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集
3、體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書)作者簽名：日期：南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要為了克服常規(guī)直升機(jī)的性能局限，新構(gòu)型直升機(jī)的探索迫在眉睫。旋翼動力學(xué)問題是研究新構(gòu)型直升機(jī)必須面對的重要內(nèi)容。本文研究對象是一種新型橫列式直升機(jī)，其采用創(chuàng)新的橫列式布局，旋翼采用無周期變距剛性槳葉，槳葉根部固連在槳轂上。槳轂底部由萬向鉸支撐并與旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行連接。由于沒有揮舞鉸和擺振鉸，旋翼槳盤主要
4、依靠萬向鉸底部的操縱拉桿產(chǎn)生傾斜，而不需要周期變距。本文基于彈性槳葉的假設(shè)，使用漢密爾頓變分原理建立了新型橫列式直升機(jī)彈性槳葉的有限元結(jié)構(gòu)分析模型，引入了萬向鉸自由度，反映其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征。使用準(zhǔn)定常氣動模型和均勻入流模型建立了旋翼氣動力分析模型。并且通過與現(xiàn)有直升機(jī)槳葉數(shù)據(jù)進(jìn)行固有頻率與振型的計(jì)算對比，驗(yàn)證了模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上，通過模態(tài)分析法與數(shù)值積分法計(jì)算模型槳葉及新型橫列式直升機(jī)旋翼在不同的初始條件與系統(tǒng)參數(shù)下的氣彈響應(yīng)歷程。結(jié)果表明，在懸停狀態(tài)下，直升機(jī)旋翼各自由度響應(yīng)趨于定值；在前飛狀態(tài)下，直升機(jī)旋翼各自由度響應(yīng)呈現(xiàn)周期性。通過狀態(tài)空間特征值分析法，研究新型橫列
5、式直升機(jī)旋翼的頻率與阻尼特性，分析了系統(tǒng)一些重要參數(shù)，如萬向鉸剛度、旋翼總距、預(yù)錐角、前飛速度、結(jié)構(gòu)剛度與拉力系數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。國內(nèi)對于橫列式直升機(jī)氣動彈性響應(yīng)與穩(wěn)定性分析的研究還十分不足，本文對于新型橫列式直升機(jī)無周期變距旋翼的結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型、氣動模型與穩(wěn)定性分析方法的探索具有一定的參考意義。關(guān)鍵詞：橫列式直升機(jī)，無周期變距旋翼，結(jié)構(gòu)建模，氣彈響應(yīng)，氣彈穩(wěn)定性I新型橫列式直升機(jī)無周期變距旋翼氣彈響應(yīng)及穩(wěn)定性分析AbstractToovercomethedisadvantagesofconventionalhelicopter,itisnecessarytoresearc
6、hnewconcepthelicopters.Thedynamicproblemofhelicopterrotorissignificantfordevelopingnewconcepthelicopter.Thisthesisfocusesonthenewside-by-sidehelicopter,whichhasrigidrotorbladesfixedonthehub.Thehubisconnectedtomainaxlethroughauniversaljoint.Withoutflapandlagjoint,thehubiscontrolledbytwojoysti
7、cksattachedonthebottomofuniversaljoint.Sothereisnoneedtoapplycyclicpitchcontrol.It’sassumedthattherotorbladeisanelasticbeam.Basedonfiniteelementmethod,dynamicmodelofelasticbladeofside-by-sidehelicopterwasestablishedbyHamiltonprinciple.Twogimbaldegr
