电控旋翼综合试验系统设计技术研究

论文摘要

电控旋翼作为一种新概念旋翼操纵系统，具有广阔的应用前景。为开展全面深入的电控旋翼技术研究，需要进行较高水平、综合性试验研究，这就要求研制一套先进的电控旋翼综合试验系统作为技术支撑。本文即针对这一目标，开展电控旋翼综合试验系统的设计技术研究。本文主要研究内容包括：（1）根据电控旋翼技术的发展趋势，以实现高水平、综合性的电控旋翼试验研究为目的，结合现有条件，提出了电控旋翼综合试验系统的设计要求。根据设计要求，借鉴国内外相关试验系统，提出一套较为先进的电控旋翼综合试验系统的总体方案。并分别给出了模型电控旋翼系统、测控系统，以及试验台系统的初步设计方案。（2）提出了一套较为完善的模型电控旋翼系统方案，并给出了详细的设计过程，包括桨叶、襟翼操纵传动机构与桨毂等的设计。为检验所设计的带襟翼的桨叶的气动力是否满足设计要求，本文提出了一种基于CFD方法的电控旋翼带襟翼翼型气动力计算工程方法，通过与国外算例进行比较，证明了其用于设计的有效性。为确保模型电控旋翼满足动力学要求，对所设计的带襟翼桨叶进行了固有特性与颤振计算分析。（3）提出了综合试验系统的测控系统初步方案。其中，控制系统包括襟翼控制系统与台体姿态控制系统；测量系统则包括各种传感器、数据采集系统的硬件实现。此外，利用C语言编写了襟翼/桨距控制系统的下位机软件，采用Labview软件编写了襟翼/桨距控制系统的上位机软件。（4）提出了试验台系统的设计方案。设计了一套用于实现旋翼轴系俯仰的机构，确定了试验台系统的动力源及传动机构方案；为满足风洞试验的设计要求，设计了台体整流罩并进行了风洞堵塞度校核。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 电控旋翼系统国内外研究现状
• 1.3 旋翼试验台国内外发展概况
• 1.4 本文工作
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 创新点
• 第二章 电控旋翼综合试验系统总体方案
• 2.1 引言
• 2.2 电控旋翼综合试验系统提出的背景
• 2.2.1 现有模型电控旋翼系统
• 2.2.2 现有测控系统
• 2.2.3 现有试验台系统
• 2.3 电控旋翼综合试验系统总体方案
• 2.3.1 模型电控旋翼系统的初步设计方案
• 2.3.2 测控系统初步设计方案
• 2.3.3 试验台系统的初步设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 模型电控旋翼系统设计
• 3.1 引言
• 3.2 电控旋翼桨毂设计
• 3.3 襟翼传动机构设计
• 3.4 模型电控旋翼桨叶设计
• 3.4.1 模型电控旋翼桨叶结构及主要参数设计
• 3.4.2 电控旋翼桨叶桨距与襟翼操纵量变化关系计算
• 3.4.3 模型电控旋翼桨叶升力计算
• 3.4.4 桨叶固有特性分析
• 3.4.5 电控旋翼桨叶颤振分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 测控系统设计
• 4.1 引言
• 4.2 测控系统概述
• 4.3 控制系统设计
• 4.3.1 台体控制系统设计
• 4.3.2 旋翼控制系统设计
• 4.4 测量系统设计
• 4.4.1 测量系统的硬件设计
• 4.4.2 测量系统的软件设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 试验台系统设计
• 5.1 引言
• 5.2 旋翼主轴俯仰机构
• 5.3 动力源与传动机构
• 5.4 台体测控装置的安装
• 5.5 整流罩设计及堵塞度计算
• 5.5.1 整流罩设计
• 5.5.2 堵塞度计算
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文