倾转旋翼机回转颤振稳定性分析与试验设计

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringAnalysisandTestDesignofWhirlFlutterofTiltrotorAThesisinScienceandTechnologyofAeronauticsandAstronauticsbyMaHengwenAdvisedbyProf.YangWeidongSubmittedinPartialFulfillm

2、entoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文

3、在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器，是航空领域研究的热点之一。虽然倾转旋翼机兼备直升机和固定翼飞机的优点，但机翼和旋翼之间的耦合也比一般的直升机复杂。回转颤振问题是倾转旋翼机飞机模式前飞时需要考虑的主要气弹不稳定问题，也是制约倾转旋翼机前飞速度的主要因素。本文可分为两个部分。第一部分的内容中，针对万向铰式倾转旋翼机飞机模式的回转颤振问题，基于Hamilton原理和多体动力学描述各部件空间运动关系，建立机翼/短舱/

4、旋翼气弹耦合动力学分析模型。基于建立的模型，分析一些系统参数对回转颤振稳定性的影响，得到一些有意义的参数影响规律。这些参数包括：桨叶挥舞-变距调节系数、桨毂预椎角、机翼刚度、机翼前掠角等。第二部分中，通过第一部分中的数值计算分析，设计轻型半展倾转旋翼/机翼试验模型，降低对来流风速的要求，使得模型能在低风速下发生回转颤振不稳定，开展动力学试验，进一步验证理论结果的正确性。相对于国外在倾转旋翼飞行器气弹稳定性方面的研究，国内还尚待深入。本文的结论对于我国倾转旋翼机的研究、设计将具有一定的参考意义。关键词：倾转旋

5、翼机，飞机模式，旋翼，回转颤振，稳定性，动力学I倾转旋翼机回转颤振稳定性分析与试验设计ABSTRACTTiltrotoraircraftisanewtypeofaircraft.whichcombinedandhastheadvantagesofconventionalhelicopterwithfixed-wingaircraft.IthasbeenoneofthehotsopofaeronauticsField.Thecouplingofthewingandrotoroftiltrotoraircraf

6、tismorecomplicatedthanhelicopter.Whirlflutteristhemostseriousproblemwhentiltrotorisforwardflightinginairplanemodeandisamainfactorthataffectsthespeedofforwardflight.Therearetwopartsofthispaper.Infirstsection,aaeroelasticdynamicalmodelofwing/nacelle/rotorcou

7、plesystemisfoundedtostudytheinfluencesrotoranddynamicparametersonwhirlflutteroftilt-rotorincruiseflight.ThemodelisbasedonHamilton’sprincipleandthemulti-bodymethod.Basedonthemodel,theinfluenceofthecouplingbetweenflapandpitch,theconingangleofhub,thestiffness

8、ofwing,theforward-sweptofwingarestudied.Basedonthecalculatedresultsoffirstpart,alightsemi-spantiltrotormodelisdesigned.Therequirementforwindspeedisliftedandthephenomenaoftiltrotoraircraft’swhirlfluttercanbeob