一种直升机总体概念设计方法

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1、第43卷第3期2011年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics8LAstronauticsV01．43No．3Jun．201l一种直升机总体概念设计方法贾伟力陈仁良(南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室，南京，210016)摘要：使用分析以及统计的方法，针对单旋翼带尾桨构型直升机提出了一种直升机总体概念设计的方法。首先根据直升机的主要设计要求，确定直升机总质量、发动机需用功率、旋翼半径、桨叶实度、废阻面积以及桨尖速度等总体参数。然后通过对直升机气动布局参数的统计与归纳，初步确定直

2、升机的气动布局参数，利用这些参数对直升机总质量重新估算，经反复迭代后得到一组可以进行飞行性能以及操稳性计算的概念设计参数。关键词：概念设计；总体参数；气动布局中图分类号：V221文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)03—0289—07ConceptualDesignMethodforHelicopterwithMainandTailRotorsJiaWeili，ChenRenliang(ScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanicsLaboratory，NanjingUniversity

3、ofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Anapproachofconceptualdesignisdevelopedforhelicopterwithmainandtailrotors．Firstly，thecriticalparameters，suchasgrossweight，requiredenginepower，dragareaaswellasradius，tipspeed，andsolidityofmainrotor，aredeterminedaccordingt

4、othedesignrequirements．Basedonstatis—ticalandanalyticalmethods，asetofparametersofaerodynamicconfigurationforconceptiondesignispresented，andthegrossweightisrenewedbyweighttrendsfunctions．Finally，asetofparametersispresentedtocheekthehelicopterperformanceaswellastrimstabilityandc

5、ontr01．Keywords：conceptualdesign；generalparameters；aerodynamicconfiguration直升机概念设计的主要任务是根据直升机的设计要求，选择总体参数以及气动布局参数，确定满足设计要求的初步方案。为总体方案的初步设计提供初始方案。国外在直升机概念设计已积累了很多经验和方法，从初期的直升机概念设计方法软件HES-COMP发展到VASCOMP设计软件以及GT—PDP，这些软件和方法主要采用综合法进行直升机概念设计。近期国外概念设计方法已经发展到集成飞行品质、飞行性能、质量估算等方面的多学科优化

6、设计[1“]，目前国内直升机概念设计方法为原准机法[7-8]，即以国外成熟型号为原准机，在此基础上适当修改，原准机法已用于我国各种直升机型号的改进、改型。但原准机法也有其局限性，如果没有合适的原准机，直升机的总体初步设计方案会受到制约[9]。彭名华、张呈林提出并建立了直升机总体多学科优化设计，其中概念设计部分基于统计方法的直升机总体参数选择方法，弱化了原准机在概念设计中的作用，但是并未将总体参数与设计要求很好地联系起来Do-n]。本文提出了一种直升机概念设计总体设计方法，该方法根据直升机的主要设计要求来确定总体参数，通过统计与归纳和逐步逼近选择气动

7、布局参数，形成直升机概念设计方案的初步设计参数，为操稳计算提供初始参数。1直升机设计技术要求直升机设计要求是研制直升机的依据和出发收稿日期：2010—11—16；修订日期：2011—02—20通讯作者：陈仁良，男，教授，博士生导师，1963年生，E—mail：crlae@nuaa．edu．cn。290南京航空航天大学学报第43卷点，它是根据对军用或者民用市场进行广泛调研和分析，并在当前研制水平的基础上结合长远发展需要而制定的。其主要内容有：直升机的任务使命和用途、主要装载情况、主要飞行性能、典型任务剖面以及一些其他要求。在概念设计阶段，涉及的主要设

8、计要求包括：(1)任务载荷；(2)航程；(3)悬停升限；(4)最大前飞速度；(5)最大机动过载系数。本文主要参考黑鹰直升机