横列式双旋翼直升机旋翼对机翼的干扰分析

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1、总第174期2013年第1期直升机技术HEUCOPIER7rECHNIQUETotalNo．174No．12013文章编号：1673—1220(2013)01旬10瞒横列式双旋翼直升机旋翼对机翼的干扰分析孙浩，夏品奇(南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016)摘要针对横列式双旋翼直升机旋翼下洗流对机翼的气动干扰影响，建立了旋翼对机翼的干扰计算模型。该模型首先基于万向铰旋翼建立了挥舞运动方程，以得到桨叶挥舞角，然后对桨叶采用非定常Beddoes翼型模型计算气动力和力矩，以考虑桨叶大负扭转带

2、来的失速影响，接着引入动力人流模型获得旋翼处的诱导速度。最后运用经典方法，以XV一15倾转旋翼机为算例，计算了配平状态下旋翼对机翼的向下载荷，并与GTRS模型数据进行了对比，验证了计算模型的合理性。关键词万向铰旋翼；机翼；非定常翼型；动力入流；向下载荷中图分类号：v211．52文献标识码：AAmlysisofRotorIIIteractiontoWiIlgforSide．by-SideRotorHeUcopterSUNHao，XIAPinqi(InstituteofAero∞utics卸dAsh饥

3、跚tics，NanjingunjVersity0fAem∞utics如dAstron叫tics，Nanjing210016，China)AbstractAm柚ematicalmodelf打calclllatingrotorimemctiontowingforside-bv—siderotorheli—copterwasestabhshedaccordingtot}Ieae刚yn锄icinteractione￡f．ectofthedownwashnowontllewing．Intllemodel，t

4、henappingaIlglew鹊calculatedbyestablishingmotionequationsofuniVersal—hingedmtor．Thecalculationofbladeae训丫namicsw髂basedonanunsteadyaidbilmodel—BeddoesmodeltoconsidertllestaⅡe珏bctduetotllel锄鬻eh订stangle．ThePitt—PeteI_sdyn砌iciIlnowmodelwasintIDducedintothe

5、calculationofinducedvelocitiesacIDssIDtor．TheXV一15tih—IDtormodelwastakenasexampIestocalculatetIIewingdowIlloadoftllerotorintrinlmedstateandcomp砌℃dwiththeresIlltsofG邪[1Smodel．The趴alvticalresultsshowtllatthemathematicalmodelisre鹊onable．1【eywOrdsunive璐al

6、—hingedmtor；wing；unsteadyai而il；dyn锄icinnow；dowIlloadO引言横列式独特的旋翼、机翼构型，使直升机在悬停、低速前飞时，旋翼的下洗流会直接冲击机翼表面，产生较大的额外向下载荷，直接影响横列式直升机的有效载重，从而影响其总体性能。横列式直升机旋翼的桨毂结构、桨叶的大扭转及尖削几何形状，使其下洗速度特征与传统直升机旋翼也有较大不同。笔者在Fell【er【1。21等人的工作基础上，引人万向铰旋翼挥舞运动方程及非定常翼型模型，并集成到横列式直升机飞行动力学模型

7、中配平，计算旋翼对机翼的气动干扰。收稿日期：2012一09—29作者简介：孙浩(1988一)，男，江苏江都人，硕士研究生，主要研究方向：直升机空气动力学。2013年第1期孙浩，夏品奇：横列式双旋翼直升机旋翼对机翼的干扰分析。11·1旋翼结构模型和挥舞运动方程本横列式直升机采用万向铰旋翼桨毂，即四片桨叶通过各自的轴向铰和桨毂壳体相连，没有挥舞铰和摆振铰，桨毂用万向联轴节或万向接头装到旋翼轴上，旋翼在桨毂处通过滑环与桨毂橡胶弹簧相联接，桨毂滑环下设置了旋翼倾斜角限动装置，限制桨毂的过大运动，桨叶较一般

8、旋翼桨叶短并采用很大的负扭转，倾转旋翼飞行器也常采用这种形式桨毂。本文假设桨叶为刚性，只考虑桨毂相对于旋翼轴的倾斜运动，不考虑桨叶的弹性变形，则万向铰旋翼桨毂相对于旋翼轴运动的两个自由度卢∞和卢璐(俯仰运动和滚转运动)就相当于旋翼周期挥舞而形成的桨尖轨迹平面后倒角卢。。和侧倾角卢。。。而在桨叶形成锥度角为风的锥体过程中，桨叶的性能就像在无铰旋翼上一样。对于挥舞运动二阶以上的谐波，忽略其影响。于是刚性桨叶万向铰式旋翼第m片桨叶的挥舞角可表示为：p“=风一卢l。cos妒。一届l。sin