先进模型旋翼的设计分析与试验

论文摘要

倾转旋翼和无轴承旋翼技术是当今世界直升机的先进技术代表,因此成为直升机的两个重要发展方向。在它们的发展过程中,模型试验发挥了举足轻重的作用。由于倾转旋翼和无轴承旋翼技术的复杂性,很多理论计算还不足以反映真实的情况,因此进行缩比模型或全机模型试验便成为一个极其必要的研究手段。本文分别研究了这两种试验模型旋翼的设计问题,并进行了理论分析。首先,完成了用于风洞吹风试验的倾转旋翼机旋翼短舱传动系统的设计;其次,对倾转旋翼机回转颤振问题进行了参数影响研究;最后,研究了无轴承模型旋翼的设计问题,该模型的主要用途是进行旋翼气弹稳定性和旋翼/机身耦合动稳定性试验,主要工作包括设计、加工、关键部件试验。无轴承旋翼的设计参照了欧洲直升机公司的EC-135直升机的摆振柔软式无轴承旋翼系统,其中的关键部件包括玻璃钢柔性梁、橡胶粘弹阻尼器和复合材料扭管。部件试验主要包括加装阻尼器和不加阻尼器的桨叶固有特性试验、柔性梁扭转刚度静力试验,获得了一些有用的试验数据和设计方法,相信可以对今后的研究提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 倾转旋翼机模型试验发展
• 1.1.2 无轴承旋翼发展史
• 1.2 本文所做的工作
• 第二章 倾转旋翼机吹风模型设计
• 2.1 总体布局
• 2.2 零部件设计
• 2.1.1 旋翼轴
• 2.1.2 其他组件简述
• 2.1.3 舵机安装
• 2.3 小结
• 第三章 倾转旋翼机回转颤振稳定性分析
• 3.1 经典回转颤振问题
• 3.2 XV-15 典型数值模型分析
• 3.2.1 XV-15 及ATBS 简介
• 3.2.2 CAMRAD 简介
• 3.2.3 模型参数简介
• 3.2.4 回转颤振稳定性参数影响研究
• 3.3 小结
• 第四章 无轴承旋翼设计考虑
• 4.1 关键件设计
• 4.1.1 柔性梁的形式
• 4.1.2 扭转结构
• 4.1.3 阻尼器的设计及布置
• 4.2 无轴承旋翼的多路传力问题
• 4.3 无轴承旋翼的稳定性问题
• 4.3.1 气弹耦合
• 4.3.2 气动机械稳定性问题
• 4.4 小结
• 第五章 无轴承旋翼结构设计
• 5.1 结构设计
• 5.1.1 柔性梁的设计
• 5.1.2 阻尼器的设计
• 5.1.3 扭管的设计
• 5.1.4 剪切限制装置
• 5.1.5 变距摇臂位置的选择
• 5.2 强度计算
• 5.2.1 柔性梁强度
• 5.2.2 阻尼器的强度
• 5.2.3 中心件强度
• 5.3 小结
• 第六章 试验与分析
• 6.1 单片桨叶不旋转固有特性试验
• 6.2 柔性梁扭转刚度试验
• 6.3 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 后续工作展望
• 在学期间发表的学术论文
• 参考文献
• 致谢