复合推力高速直升机总体参数设计研究

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1、中图分类号：V211.1论文编号：102870118-S195学科分类号：082501硕士学位论文复合推力高速直升机总体参数设计研究研究生姓名肖升兴学科、专业飞行器设计研究方向直升机总体设计指导教师朱清华副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonGeneralParametersDesignofCompoundThrustH

2、ighSpeedHelicopterAThesisinFlightVehicleDesignbyXiaoShengxingAdvisedbyAssociateProf.ZhuQinghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018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

3、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X2直升机的成功试飞，使得共轴刚性旋翼加尾推的高速直升机构型再次受到业界的广泛关注。与常规直升机相比，该构型直升机具有更高的飞行速度，但尚无成熟的方法对其进行性能计算及总体参数设计。本文以原型为X2直升机的样例直升机为研究对象，发展了一套针对共轴刚性旋翼加尾推螺

4、旋桨构型高速直升机的总体参数设计方法，包括以下几个工作：（1）分别采用自由尾迹方法和固定尾迹方法建立了共轴刚性旋翼在悬停或小速度前飞以及高速前飞状态下的气动模型，采用动量-叶素理论的方法建立了尾推螺旋桨气动模型。并通过选择合适的算例旋翼和螺旋桨，验证了本文共轴刚性旋翼气动模型和尾推螺旋桨气动模型的正确有效性。（2）基于简易配平的基础上进行ABC旋翼的气动性能分析及算例样机全机需用功率计算；基于气动干扰对需用功率的计算结果进行修正；完成了复合推力高速直升机的飞行性能建模与计算。算例计算结果验证了算例样机良好的气动特性和飞行性能。（3）建立

5、了针对共轴旋翼加尾推桨构型的高速直升机总体参数设计工作的基于遗传算法的多目标优化设计算法。使用该优化设计算法，以最佳悬停及高速巡航综合性能为目标对算例样机原有总体参数进行优化设计并得到了优化后的总体参数，优化后的算例样机性能相对原机有一定程度的提升。关键词：共轴刚性旋翼，自由尾迹，固定尾迹，飞行性能，总体参数，多目标优化设计I复合推力高速直升机总体参数设计研究ABSTRACTThesuccessfulflighttestofX2helicopter,makinghigh-speedhelicopterconfigurationofthe

6、co-axialrigidrotorwithpushpropelleronceagainbytheindustry'swidespreadconcern.Comparedwiththeconventionalsingle-rotorhelicopters,thisconfigurationhelicopterhashigherflightspeed,butthereisnomaturemethodtocalculateitsperformanceandoptimizetheoverallparameters.Inthispaper,X2

7、helicopterasaprototype,thedevelopmentofasetofco-axialrigidtailrotortailpropellerconfigurationofhigh-speedhelicopterdesignmethodparameters,includingthefollowingwork.(1)Theaerodynamicmodelsofco-axialrigidrotorathoveringorlowspeedforwardflightandhighspeedforwardflightstates

8、arerespectivelyestablishedbyusingfreewakemethodandfixedwakemethod.Thepropelleraerodynamicmodelisbasedon