航空学报
航空學報
항공학보
ACTA AERONAUTICA ET ASTRONAUTICA SINICA
2015年
4期
1034-1055
,共22页
直升机%气动弹性%旋翼动力学%旋翼/机身耦合%振动控制
直升機%氣動彈性%鏇翼動力學%鏇翼/機身耦閤%振動控製
직승궤%기동탄성%선익동역학%선익/궤신우합%진동공제
helicopter%aeroelastic%rotor dynamics%rotor/fuselage interaction%vibration control
直升机的气动弹性问题与固定翼飞机不同,不仅要考虑单片桨叶,更要将旋翼视为一个整体,考虑其动态入流、尾迹影响以及旋翼与机身之间的相互耦合等.就单片桨叶而言,在结构动力学上,需要考虑离心力场、几何非线性以及桨叶的非线性挥舞-摆振-扭转耦合;在气动力上,需要考虑动态入流以及桨尖处可能的失速效应,本质上属于非线性气动弹性力学范畴.由于旋翼气动力通常是以周期形式通过旋翼轴传给机身,并引起机身振动,而机身运动又通过改变桨叶根部形态反过来影响旋翼的气动弹性特性,这种旋翼/机身耦合问题,也是近年来直升机气动弹性问题研究中的重要方向和热点之一.此外,随着旋翼流场数值分析方法的日趋成熟,采用动态重叠网格或滑移网格方法来实现桨叶运动,并通过动网格技术来实现桨叶的弹性变形,从而实现弹性旋翼流场的数值模拟,目前正呈现出勃勃生机,成为直升机气动弹性研究的又一重要方向和热点.随着各种新构型直升机的相继出现,如倾转旋翼机、前行桨叶概念旋翼(ABC)直升机和复合式直升机等,也带来了新的气动弹性问题.不断发现问题、解决问题,推动本学科持续发展,永远是气动弹性工作者终身奋斗的目标.
直升機的氣動彈性問題與固定翼飛機不同,不僅要攷慮單片槳葉,更要將鏇翼視為一箇整體,攷慮其動態入流、尾跡影響以及鏇翼與機身之間的相互耦閤等.就單片槳葉而言,在結構動力學上,需要攷慮離心力場、幾何非線性以及槳葉的非線性揮舞-襬振-扭轉耦閤;在氣動力上,需要攷慮動態入流以及槳尖處可能的失速效應,本質上屬于非線性氣動彈性力學範疇.由于鏇翼氣動力通常是以週期形式通過鏇翼軸傳給機身,併引起機身振動,而機身運動又通過改變槳葉根部形態反過來影響鏇翼的氣動彈性特性,這種鏇翼/機身耦閤問題,也是近年來直升機氣動彈性問題研究中的重要方嚮和熱點之一.此外,隨著鏇翼流場數值分析方法的日趨成熟,採用動態重疊網格或滑移網格方法來實現槳葉運動,併通過動網格技術來實現槳葉的彈性變形,從而實現彈性鏇翼流場的數值模擬,目前正呈現齣勃勃生機,成為直升機氣動彈性研究的又一重要方嚮和熱點.隨著各種新構型直升機的相繼齣現,如傾轉鏇翼機、前行槳葉概唸鏇翼(ABC)直升機和複閤式直升機等,也帶來瞭新的氣動彈性問題.不斷髮現問題、解決問題,推動本學科持續髮展,永遠是氣動彈性工作者終身奮鬥的目標.
직승궤적기동탄성문제여고정익비궤불동,불부요고필단편장협,경요장선익시위일개정체,고필기동태입류、미적영향이급선익여궤신지간적상호우합등.취단편장협이언,재결구동역학상,수요고필리심력장、궤하비선성이급장협적비선성휘무-파진-뉴전우합;재기동력상,수요고필동태입류이급장첨처가능적실속효응,본질상속우비선성기동탄성역학범주.유우선익기동력통상시이주기형식통과선익축전급궤신,병인기궤신진동,이궤신운동우통과개변장협근부형태반과래영향선익적기동탄성특성,저충선익/궤신우합문제,야시근년래직승궤기동탄성문제연구중적중요방향화열점지일.차외,수착선익류장수치분석방법적일추성숙,채용동태중첩망격혹활이망격방법래실현장협운동,병통과동망격기술래실현장협적탄성변형,종이실현탄성선익류장적수치모의,목전정정현출발발생궤,성위직승궤기동탄성연구적우일중요방향화열점.수착각충신구형직승궤적상계출현,여경전선익궤、전행장협개념선익(ABC)직승궤화복합식직승궤등,야대래료신적기동탄성문제.불단발현문제、해결문제,추동본학과지속발전,영원시기동탄성공작자종신강두적목표.
