加装格尼襟翼的旋翼结构设计

摘要

提升直升机飞行性能一直是直升机领域的研究热点之一，格尼襟翼在提升直升机性能、降低旋翼振动和噪声等方面具有很大的应用价值和潜力。本文给出了一种加装格尼襟翼的桨叶结构，主要通过在桨叶中安装压电悬臂梁驱动格尼襟翼。首先推导了分别基于Euler-Bernoulli梁模型和经典层合板理论的压电悬臂梁自由端的偏转位移表达式，采用算例验证了其有效性。通过有限元方法分析了压电悬臂梁各结构参数对自由端偏转位移的影响，结果表明，在其它条件一定的情况下，减小压电片厚度和压电作用区域越靠近悬臂梁根部能够获得相对较大的偏转位移。随后，对压电悬臂梁进行了动力学分析，通过模态分析与谐响应分析研究了结构参数对各阶模态固有频率和共振状态下的位移幅值影响，通过瞬态响应分析得到了在相同偏转位移下力与驱动电压的关系和在不同频率激励下的位移响应曲线。并且对在离心力场中的压电悬臂梁进行了静强度分析，结果符合强度要求。在此基础上，将格尼襟翼的驱动机构和桨叶进行集成设计，对驱动机构、格尼襟翼以及各部件在桨叶中的布置和安装进行了具体的分析，建立了加装格尼襟翼桨叶结构的三维模型，最终给出了用于研究压电悬臂梁驱动性能和格尼襟翼偏转位移的实验方案。

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