无人自转旋翼机总体方案设计.pdf

南京航空航天大学
硕士学位论文
无人自转旋翼机总体方案设计
姓名:刘序理
申请学位级别:硕士
专业:航空工程
指导教师:朱清华
2012-03
摘要南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文自转旋翼机是一种以自转旋翼作为升力面、螺旋桨推/拉力或其它供能方式为前进动力的旋翼类飞行器。作为一种旋翼飞行器其具有良好的低空低速性能,可以实现近乎垂直的跳跃式起飞和自转降落,不需要专用机场,较固定翼飞行器有优势。凭借新兴的无人机的技术,无人自转旋翼机也应运而生。不过旋翼机的总体设计的关键技术尚属于薄弱环节。有待形成完整可靠合理的整体解决方案。本文通过借鉴型自转旋翼机的设计特点,分析了构型和飞行动力学模型,并充分地参考和应用了直升机总体设计方法,对无人自转旋翼机进行了总体方案的设计研究。形成了一套无人自转旋翼机总体设计方案。本文针对设计要求开展了无人自转旋翼机的总体方案设计,依次进行了总体参数设计和动力装置选择,得到合理的旋翼机的总体参数;然后完成了气动布局、设计了配套的操纵系统,得到了较为详尽的总体布局设计;建立了飞行动力学模型,并进行了配平计算及操稳特性分析;最后分析了自转旋翼机主要参数与需用功率、飞行性能之间的关系,得出了影响规律,并计算出了飞行性能。本文的研究设计结果可以为自转旋翼机无人化的设计和改进提供总体设计方法的参考。关键词:无人自转旋翼机,总体设计,气动布局,飞行动力学,总体参数,飞行性能
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图表清单图飞行中的蛐【Ⅱ砘突骸南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文———————————————————————————————————————————————————————————————————一图直升机及旋翼机主要机械部件及飞行原理示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..型旋翼机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图高速型旋翼机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图桨叶半径与起飞速度的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图桨叶半径与起飞时旋翼稳定转速的关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图两种方案对升限的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图两种方案对最大速度的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图两种方案对最大爬升率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图旋翼半径对最大速度的影响⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图旋翼半径对使用升限的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图旋翼半径对最大爬升率的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⒍油肌图雷诺数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图机翼翼型升力系数和阻力系数对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图机翼翼型升阻比对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图加机翼的旋翼机原型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图平尾模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图垂尾模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图机身模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图旋翼机操纵机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图桨盘操纵机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图刮驳牟僮莼埂图捌鹇浼懿僮莼埂图芴宀贾猛肌图旋翼机重心位置示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图油门开度随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图横向周期变距随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图纵向周期变距随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图图油肌
无人自转旋翼机总体方案设计图方向舵偏转角随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图机体侧倾角随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图机体俯仰角随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图旋翼后倒角随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图旋翼右倒角随飞行速度的变化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图砦榷ㄗK偎娣尚兴俣鹊谋浠图榷ㄐ缘募钢掷嘈汀图砘煌