桨根弹性约束刚度对直升机配平特性的影响

摘要

本文以"跷跷板"式旋翼桨榖加装弹性支承件后的涵道风扇无人直升机为例,首先将桨根弹性支承件简化成一铰链弹簧,建立旋翼动力学模型.然后,利用叶素动量理论建立直升机旋翼、涵道风扇、机身气动力模型,其中基于动态入流理论建立起旋翼的诱导速度模型,在此基础上建立起全机的飞行动力学模型.最后以加装了弹性支承件和未加装弹性支承件的样例直升机为例,计算了两者的配平特性,并据此比较分析了桨根弹性约束刚度对直升机配平特性的影响.比较分析结果表明,悬停及较低速度时,桨根弹性约束刚度对直升机配平特性几乎没有影响,前飞时有显著影响.前飞时,有桨根弹性支承件与无弹性支承件的样例直升机相比,旋翼需用功率减小,这对直升机性能有利,可以增加直升机最大前飞速度和航程、航时等;旋翼后倒角、旋翼侧倒角、纵横向周期变距和滚转角等减小,而俯仰角等增大,这会进一步影响到直升机的稳定性和操纵性等.