加装格尼襟翼旋翼直升机性能研究

摘要

为研究加装格尼襟翼旋翼的直升机飞行性能，建立了加装格尼襟翼旋翼的直升机飞行动力学模型。采用UH-60A直升机试飞数据验证了计算模型的正确性。在此基础上分析了样例直升机加装格尼襟翼后重量系数、格尼襟翼高度、沿径向位置和加装方式等参数对旋翼需用功率的影响，以及加装格尼襟翼后旋翼桨叶剖面迎角分布、旋翼操纵量和机身姿态角的变化等。研究表明，直升机在重量系数较大的状态下高速前飞时，旋翼加装格尼襟翼能够明显降低直升机的需用功率，且加装转动格尼襟翼的效果优于加装固定格尼襟翼。功率降低幅值随格尼襟翼高度的增加先增加后减小。格尼襟翼在桨叶上布置的位置越靠近桨尖，其对需用功率的影响越大。直升机在重量系数较大的状态下高速前飞时，加装格尼襟翼能够使旋翼后行侧最大迎角显著减小。加装格尼襟翼后旋翼总距和纵横向周期变距减小。为最大幅度的提升旋翼性能，设计了格尼襟翼安装角变化规律。确定了格尼襟翼安装角以正弦形式变化的方案，并得到了旋翼性能最优时的安装角变化对应正弦函数的幅值和相位。分析了格尼襟翼安装角按高阶正弦形式变化时的旋翼需用功率变化情况，结果表明二阶和三阶正弦形式的变化也能降低旋翼需用功率。

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注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究工作

第二章 直升机飞行动力学模型

2.1 引言

2.2 坐标系的定义

2.3 旋翼模型

2.4 旋翼上力和力矩的计算

2.5 机身和尾桨

2.6 配平模型

2.7模型验证

2.8 本章小结

第三章 加装格尼襟翼翼型的气动特性

3.1 引言

3.2 二维翼型升阻特性的理论模型

3.3 二维翼型特性的FLUENT计算

3.4 翼型加装格尼襟翼

3.5 本章小结

第四章 加装格尼襟翼旋翼直升机飞行性能分析

4.1 引言

4.2格尼襟翼在旋翼上的布置方案

4.3格尼襟翼对直升机旋翼性能的影响

4.4 加装格尼襟翼对直升机飞行姿态的影响

4.5 本章小结

第五章 格尼襟翼加装方案分析

5.1 引言

5.2 固定格尼襟翼研究

5.3可动格尼襟翼研究

5.4 高阶正弦输入研究

5.5 非正弦形式可动格尼襟翼研究

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的科研成果及发表的学术论文