无尾桨直升机操纵性及稳定性研究

摘要

无尾桨(NOTAR)直升机通过环量控制尾梁和尾部喷气锥产生侧向力控制直升机的航向,具有结构简单、重量轻、噪声小、气动效率高等优点.本文对无尾桨直升机的平衡和操纵稳定性进行研究.首先根据叶素理论、儒可夫斯基升力定理和动量定理建立了环量控制尾梁和喷气锥的气动力模型,以一架50kg级的无尾桨直升机为样例,确定了其总体参数、旋翼参数和航向控制系统的参数.然后,在考虑了旋翼诱导入流的非均匀性及旋翼下洗流对垂尾和平尾的气动干扰等因素的基础上,建立了无尾桨直升机的平衡方程,采用牛顿迭代法对样例无尾桨直升机进行了配平计算,并对配平计算结果进行了分析;建立了无尾桨直升机的运动方程,采用数值计算方法获得了样例无尾桨直升机的气动导数和操纵导数.最后,根据小扰动假设,分析了该无尾桨直升机的稳定性和操纵性.