Snel失速模型在旋翼非线性挥舞运动中的应用

《Snel失速模型在旋翼非线性挥舞运动中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、总第185期2015年第3期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotMNo．185No．32015文章编号：1673—1220(2015)03-001-04Snel失速模型在旋翼非线性挥舞运动中的应用刘洁，陈蕾，张峰(空军航空大学，吉林长春130022)摘要首先通过对旋翼桨叶叶素的受力分析，建立了适用于大人流角和大挥舞角的非线性旋翼桨叶挥舞方程。为了使所建立的挥舞方程具有更好的通用性，首次将Snel失速模型应用于直升机旋翼失速状态下升力系数的确定问题，并通过对特定翼型进行仿真试验，验证了Snel失速模型在旋翼问题

2、研究中的有效性。试验表明该模型具有很好的准确性，且由于该模型中不含任何试验参数，实用性强。关键词旋翼桨叶；挥舞运动；非线性；Snel失速模型中图分类号：V211．52文献标识码：ATheApplicationofSnelDynamicStallModelinNonlinearFlapMotionLIUJie，CHENLei，ZHANGFeng(AviationUniversityofAirForce，Changchun130022，China)AbstractInthispaper，thenonlinearflappingeq

3、uationforthelargeinflowanglesandflapangleswasestablishedbyanalyzingtheaerodynamicsofthebladeelements．Inordertogetamoregeneralflapequation，theSnelstallmodelWasfirstappliedtodeterminetheliftcoefficientofhelicopterro-tor．．What’Smore，asimulationexperimentforspecificairf

4、oilsWasconductedtoverifytheeffective—ne鹃oftheSnelsl棚modelinfieldofthehelicopter．Theresultshowedthatthemodelcontainsnoparameterscomparedwithptherslallmodel，whichwasmoreconvenientforpracticalapplication，anditalsoshowedgoodac,curgueyandstrongpracticability．Keywordsroto

5、rblade；fl晕ppingmotion；nonlinear；Sneldynamicstallmodel0引言直升机是由桨叶的运动来提供前进动力和升力的一种飞行器，由于它具有悬停、机动性强等突出特点，在军用和民用领域的应用越来越广泛‘11。直升机桨叶的运动包括旋转运动、挥舞运动、摆振运动和扭转运动，本文主要研究了刚性桨叶的挥舞运动。研究直升机旋翼桨叶的挥舞运动，最主要的就是建立桨叶的挥舞方程。目前大多数学者，如Leish-man”’和Johnson【41等，都是基于小人流角、小挥舞角的假设前提，将挥舞方程进行线性近似化处理从

6、而建立挥舞方程的。这种方法在小人流角和小挥舞职磷fil撕]-2015—07一Dl摹金硬目：吉林毒科燕寥羼才划项目(鱼9l麴3∞7zG)。作：聋簿介；刘洁(19印=)，男，湖北英山人，硕士研究生，喜爱研究方向为飞行器仿真。·2·直升机技术总第185期角时能较为方便地解决工程问题，但在大角度时就不适用了。为了解决这一问题，本文首先对桨叶叶素进行分析，进而建立一种既适用于小角度又适用于大角度的非线性挥舞运动方程。为了求解挥舞方程，首先需要确定挥舞方程中的升力系数和阻力系数。对于小前进比和小角度而言，升力系数可视为与迎角呈线性关系，阻

7、力系数通过二阶多项式拟合得到∞J。但当大前进比和大迎角时，旋翼容易陷入失速状态，这种简单的近似关系不能准确地求出升力系数和阻力系数。为了解决这一问题，Barakos和Spentzos等利用CFD方法来计算失速状态下的升力系数和阻力系数∞。7。，这种方法计算精度较高，但需要耗费大量时间，不利于实时计算。为了得到一种既满足于精度又满足实时性要求的方法，Leishman、Beddoes和Crouse等人提出了Leishman—Beddoes模型¨叫⋯，Tran、Pitot和Falche—ro等人提出了ONERA模型¨1。”J，这两种

8、模型都是基于静态条件下的试验数据而得出的半经验模型，能很好地解决升力系数和阻力系数的确定问题，但由于模型中均需要不同个数的经验参数，对模型的应用产生了一定的影响。为了找到一种更好的模型，本文将应用于弹性风力涡轮机的Snel失速模型应用到旋翼问题中，并采用Leishman提出的