倾转四旋翼飞行器气动干扰分析

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1、中图分类号：V211.52论文编号：102870118-S184学科分类号：085232硕士学位论文倾转四旋翼飞行器气动干扰分析研究生姓名：王策学科、专业飞行器设计研究方向：直升机空气动力学指导教师：唐正飞副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringAerodynamicInterferenceAnalysisOfTiltQuad-rotorsAircraftAThes

2、isinAircraftdesignbyWangCeAdvisedbyAssociateProfessorTangZhengfeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMar,2018承诺书本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作和试验内容所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式

3、标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,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、缩印或其他复制手段保存论文。(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为了提高倾转旋翼飞行器飞行稳定性，如果通过使用四副旋翼提供拉力，并且四副旋翼围绕飞行器重心四周分布，其飞行稳定性将会有所改善。目前，倾转四旋翼飞行器主要有“十”构型和“工”构型两种，“工”构型倾转四旋翼飞行器气动干扰与倾转旋翼飞行器类似，但是“十”构型飞行器则不尽相同，由于“十”构型倾转四旋翼飞行器在

4、飞行时前旋翼/机身/后旋翼以及旋翼/机翼气动干扰比较大，为了进一步提高倾转旋翼飞行器的飞行稳定性，因此有必要对其进行研究。本文对“十”构型倾转四旋翼飞行器在垂直飞行状态、倾转过渡状态和前飞状态三种情况下前旋翼/机身/后旋翼、旋翼/机翼间的气动干扰进行了研究分析。包括，建立了从三维几何建模、网格划分、边界条件的确定以及湍流模型等组成的一整套数值计算方法，并通过该方法建立了算例，并与实验进行对比；对“十”构型倾转四旋翼飞行器在垂直飞行状态、倾转过渡状态和前飞状态下前旋翼/机身/后旋翼、旋翼/机翼的气动力和气动力矩进行计算；对计算结果进行总结分析，对出现的气动干扰现

5、象进行解释。可以看出在倾转过渡状态时的机身、机翼和前飞状态时的后旋翼受到的干扰比较大，本文所建立的研究方法和研究结论可以为后期倾转四旋翼飞行器设计提供较大帮助。关键词：倾转四旋翼飞行器、气动干扰、CFD、数值计算、旋翼I倾转四旋翼飞行器气动干扰分析ABSTRACTInordertoimprovetheflightstabilityofthetiltrotoraircraft,ifthetensionisprovidedbyusingfourpairsofrotors,andthefourrotorsaredistributedaroundthecenterof

6、gravityoftheaircraft,itsflightstabilitywillbeimproved.Atpresent,therearetwotypesof"quadrilateral"and"engineering"configurationsfortiltingfour-rotoraircrafts.Theaerodynamicinterferenceoftiltingfour-rotoraircraftsissimilartothatoftiltingrotorcrafts,butthe"ten"configurationaircraftisDi

7、fferently,duetotherelativelylargeaerodynamicdisturbancesofthefrontrotor/fuselage/rearrotorandtherotor/wingduringtheflightofthe“Ten”configurationtiltingquadrotor,inordertofurtherimprovetheflightstabilityofthetiltrotor,Itisnecessarytostudyit.Inthispaper,theaerodynamicinterferencebetwe

8、enthefrontrotor/fus