旋翼机总体设计的几个问题.doc

旋翼机总体设计的几个问题摘要:结合自转旋翼特性及旋翼机设计的独特性,在直升机空气动力学和飞行动力学原理的基础上修改并建立了计算模型,解决了旋翼机气动布局、总体参数及旋翼设计等方面的难题。旋翼机的旋翼依靠前方来流吹动始终处于自转状态,因而一旦发动机空中停车,可以直接依靠旋翼自转着陆,而直升机旋翼还需要一个转入自转的过程,所以旋翼机没有直升机的低速回避区,安全性更好。旋翼机由于其旋翼自转,没有自发动机至旋翼的减速和传动装置,也不需要平衡旋翼反扭矩的尾桨,因而结构大大简化。现代自转旋翼飞行器采用旋翼预转技术,起飞前通过简单传动装置将旋翼预先驱转,然后通过离合器切断传动链路后起飞,使得它可以跳跃式或超短距起飞(起飞距离0~30m);自转旋翼飞行器降落时,通过操纵旋翼锥体后倾,可实现点式着陆,不需要专用机场。因而近十几年来,旋翼机再次成为航空领域关注的热点。一、总体参数、、使用载荷Guse、旋翼半径R、旋翼桨尖速度ΩR、旋翼桨叶弦长b、桨盘载荷p、旋翼实度σ、功率载荷q、螺旋桨桨叶半径Rp和螺旋桨桨尖速度ωRp等。根据对已有旋翼机参数的归纳总结,目前使用中的旋翼机大多是小型或轻型的,重量比(空机与总重之比)。设计任务可以确定总重Gw,也可以确定使用载荷Guse,知道二者之一,便可以求出另一者。为了拥有好的性能,例如停车下降率约为5m/s,(),桨盘载荷p小于12kg/m2。桨叶片数k可以参考直升机方法确定,目前大多旋翼机采用两片桨叶,安装在跷跷板式桨毂上。典型两片桨叶旋翼,~。如果实度取稍大值,则桨叶挥舞增加,性能改善不多,故一般都取偏小值。由式(1)可以确定旋翼桨叶弦长b,若需要跳飞,。螺旋桨直径根据发动机转速来确定,大的直径对爬升率和低速推力很重要,但是如果取得过大,则全机尺寸高,停放不易。螺旋桨一般与发动机输出轴直接连接,所以螺旋桨转速rpm就是发动机轴转速,螺旋桨桨尖速度ωRp和旋翼机前飞速度的合速度一般不超过声速的90%,目前常用的旋翼机螺旋桨桨尖速度(ωRp)max≤290m/s。知道发动机转速后,即可确定螺旋桨桨叶直径。轻小型旋翼机总距角θ一般是固定的,中大型旋翼机的θ也不用经常操纵。θ增加,则最小飞行速度减小,最大飞行速度增加,可用功率增加,但预转较费力,一般θ取3°~5°较理想。旋翼轴后倒角一般取-3°~-12°,取偏小值性能略有改善,但是对跳飞不利。中心铰旋翼要有预锥角,一般约2°~4°。、动力学、结构重量、噪声及操稳特性等有密切关系。选取这些参数很繁杂,甚至相互矛盾,如果条件具备,旋翼机也可以像直升机总体参数优化设计一样来优化各参数。旋翼机桨盘载荷p对前飞最大速度Vmax影响很小,但对最小速度Vmin影响很大,p减小,Vmin减小,经济速度、有利速度增大。功率载荷q对Vmin影响较小,对Vmax等影响很大,q减小,Vmax增加,不影响最大航程。实度σ减小,Vmax随之减小,低速段需用功率也减小,所以可用功率增加;增大σ对跳飞有利,对预转速度rpm要求较低。、发动机、旋翼系统、螺旋桨、尾面以及起落架