傾轉旋翼-機翼氣彈耦合動力學研究.pdf

1、傾轉旋翼機通過旋翼的傾轉，實現(xiàn)在直升機飛行模式和飛機飛行模式之間動態(tài)轉換，使其兼具直升機及固定翼飛機的飛行能力。傾轉旋翼機的旋翼與機翼之間存在著嚴重的氣彈耦合現(xiàn)象，尤其是旋翼傾轉過渡飛行狀態(tài)，系統(tǒng)的結構動力學特性、旋翼的氣動力及入流均處于動態(tài)變化過程，具有復雜的非線性和非定常特性。
　　 本文通過理論分析與試驗，重點研究傾轉旋翼/機翼氣彈耦合動力學特性。
　　 基于Hamilton原理，利用多體方法描述動力學部件的空間運

2、動關系，充分考慮傾轉旋翼/彈性機翼之間強耦合非線性的氣動、慣性及結構耦合，建立了傾轉旋翼/機翼氣彈耦合動力學分析模型，所建立的模型保留了機翼彈性變形以及傾轉角度速度與旋轉旋翼之間的各種慣性耦合影響。旋翼入流采用帶有動態(tài)尾跡彎曲修正的廣義動態(tài)入流模型，綜合考慮旋翼/機翼耦合變形，尤其是旋翼動態(tài)傾轉過程中，響應、氣動力及旋翼誘導速度之間的氣動耦合影響。非線性的結構動力學模型與非定常的氣動及入流模型集成為時域內緊耦合的氣彈動力學綜合分析模型，

3、利用數(shù)值積分進行傾轉旋翼機的瞬態(tài)響應分析。
　　 通過進行數(shù)值算例分析，結合帶有復雜幾何外形的等速萬向鉸傾轉旋翼槳轂的模態(tài)試驗、傾轉旋翼/機翼氣彈耦合動力學縮尺模型的風洞試驗研究，開展了傾轉旋翼/機翼氣彈耦合動力學建模的驗證研究。試驗結果與模型計算分析結果吻合良好，試驗研究與對比分析表明本文所建立的傾轉旋翼/機翼氣彈耦合動力學分析模型具有很高的分析精度，可以有效分析傾轉旋翼/機翼耦合系統(tǒng)的氣彈動力學問題。
　　 利用所建

4、立的傾轉旋翼/機翼氣彈耦合動力學分析模型，進行了傾轉旋翼機在傾轉過渡狀態(tài)的瞬態(tài)響應研究，并利用瞬態(tài)響應的方法進行了傾轉旋翼機在飛機模式大速度前飛時的回轉顫振機理研究。傾轉過渡狀態(tài)的瞬態(tài)響應分析研究了傾轉操縱規(guī)律以及前飛速度對于旋翼/機翼氣彈耦合響應的影響，最終進行了變旋翼轉速變總距操縱的動態(tài)傾轉過渡瞬態(tài)響應分析。回轉顫振現(xiàn)象的瞬態(tài)響應研究從物理上描述了傾轉旋翼的揮舞運動與機翼垂直彎曲及扭轉模態(tài)發(fā)生不穩(wěn)定氣彈耦合的機理，并研究了復合材料機