直升機(jī)旋翼槳轂振動(dòng)載荷與槳葉動(dòng)態(tài)失速控制.pdf

1、在旋翼槳葉后緣加裝小翼是一種有潛力的直升機(jī)智能旋翼。通過控制后緣小翼運(yùn)動(dòng)優(yōu)化槳葉氣動(dòng)載荷在槳盤不同方位角和沿槳葉展長(zhǎng)上的分布，可提升旋翼及直升機(jī)的性能。本文研究了后緣小翼對(duì)直升機(jī)旋翼槳轂振動(dòng)載荷和后行槳葉動(dòng)態(tài)失速的控制，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以4片槳葉的無鉸式旋翼為研究對(duì)象，采用彈性槳葉和剛性后緣小翼建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，槳葉剖面氣動(dòng)載荷采用Leishman-Beddoes二維非定常動(dòng)態(tài)失速模型，后緣小翼剖面氣動(dòng)載

2、荷采用Hariharan-Leishman二維亞音速非定常模型，在直升機(jī)穩(wěn)態(tài)飛行狀態(tài)下，建立了用于求解槳葉帶后緣小翼的旋翼氣彈響應(yīng)的分析計(jì)算模型。
　　本文建立了槳葉后緣單小翼用于槳轂振動(dòng)載荷控制的分析方法，研究結(jié)果表明，槳葉后緣小翼的可控?cái)[動(dòng)角度對(duì)槳轂振動(dòng)載荷產(chǎn)生顯著的影響，采用改進(jìn)的控制算法對(duì)4Ω的槳轂振動(dòng)載荷進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)于穩(wěn)態(tài)前飛的直升機(jī)，槳葉后緣小翼只需小角度(＜3°)的正弦擺動(dòng)即可有效地影響旋翼槳轂振動(dòng)載荷，隨著小翼擺

3、動(dòng)相位差的變化，槳轂振動(dòng)載荷的幅值呈弦線變化，變化趨勢(shì)與飛行測(cè)量的結(jié)果一致。不同頻率、幅值的小翼擺動(dòng)對(duì)各方向的槳轂振動(dòng)載荷都具有不同的影響。通過后緣小翼正弦運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下獲得的槳轂振動(dòng)載荷分量幅值與小翼擺動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系，建立了槳轂振動(dòng)載荷主動(dòng)控制算法所需的傳遞函數(shù)。受控的后緣小翼可以有效地控制4Ω的槳轂振動(dòng)載荷的六個(gè)分量。
　　本文建立了槳葉后緣單小翼用于后行槳葉動(dòng)態(tài)失速控制的分析方法，研究結(jié)果表明，合理控制槳葉后緣小翼的擺動(dòng)可以有

4、效地緩解高速、高載飛行條件下后行槳葉的動(dòng)態(tài)失速。在高速、高載飛行條件下，給出了后行槳葉發(fā)生動(dòng)態(tài)失速的槳盤區(qū)域和相應(yīng)槳葉段的氣動(dòng)載荷方位角歷程。利用單片后緣小翼的正弦運(yùn)動(dòng)，平衡槳盤上前、后行槳葉的氣動(dòng)載荷，延遲高速、高載穩(wěn)態(tài)飛行狀態(tài)下后行槳葉動(dòng)態(tài)失速的發(fā)生，減小槳葉上的突變載荷。
　　本文結(jié)合后緣小翼對(duì)后行槳葉動(dòng)態(tài)失速和槳轂振動(dòng)載荷的控制效果，在槳葉后緣布置三片小翼，優(yōu)化兩種不同的小翼運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)控制后行槳葉動(dòng)態(tài)失速和槳轂振動(dòng)載荷