共轴双旋翼地面效应气动特性研究

《共轴双旋翼地面效应气动特性研究》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、中图分类号：V211.1论文编号：102870115-S218学科分类号：082501硕士学位论文共轴双旋翼地面效应气动特性研究研究生姓名覃燕华学科、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一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonAerodynamicCharacteristicso

2、fCoaxialTwinRotorsinGroundEffectAThesisinAerospaceEngineeringbyQinYanhuaAdvisedbyAsso.Prof.ZhuQinghuaSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015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

3、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地面效应对直升机的垂直起降及贴地飞行性能有显著的影响。目前，对地面效应的研究基本停留在单旋翼带尾桨构型，基于共轴双旋翼直升机的优势，其在未来将有很大的应用领域，因此本文对共轴双旋翼地面效应气动

4、特性进行研究。论文基于时间步进算法建立了适用于共轴双旋翼气动特性研究的旋翼自由尾迹模型，并采用面元法模拟地面对周围流场的影响。在建模过程中，建立桨叶刚性挥舞运动模型，采用Weissinger-L一阶升力面模型考虑了桨叶的三维效应，并充分突出旋翼/旋翼和旋翼/地面之间的气动干扰，在稳定状态下对双旋翼系统配平分析并将各模型耦合进行数值迭代求解。本文发展的共轴双旋翼地面效应气动特性分析模型是在单旋翼自由尾迹模型的基础上建立的，可分析单旋翼和共轴双旋翼在地面效应状态的流场特性。通过已有的试验数据和本文试验研究得到的数

5、据验证了本文数学模型的正确有效。最后论文利用经验证过的数学模型，先计算分析了地面效应下单旋翼悬停和前飞状态的旋翼气动特性，然后着重研究了水平地面和存在一定角度的倾斜地面影响下共轴双旋翼自由尾迹几何形状、流场特性和旋翼性能，地面的存在对旋翼周围流场存在一定的扰动，地面满足无穿透边界条件，其影响使旋翼下洗流径向扩展且向上卷起，对共轴双旋翼尤其是下旋翼的拉力产生明显的影响。通过对共轴双旋翼的气动干扰特性进行了计算分析研究，得到了一些有意义的结论。关键词：地面效应，共轴双旋翼，自由尾迹，气动干扰，流场特性I共轴双旋翼

6、地面效应气动特性研究AbstractGroundeffecthaveasignificantimpactonthehelicopterperformancewhenverticaltake-offandlandingorflightnearground,atpresent,thestudyingroundeffectbasicstayinsinglerotorwithtailrotorconfigurations,basedontheadvantageofcoaxialtwinrotorshelicopter

7、,itwillhavegreatapplicationsinthefuture,sointhispaper,theaerodynamiccharacteristicsofcoaxialrotorsingroundeffectwillbestudied.Basedontimemarchingalgorithmestablishedarotorfreewakemodelwhichsuitableforanalysistheaerodynamiccharacteristicsofcoaxialtwinrotors,

8、andthesurfaceelementmethodareadoptedtosimulatetheinfluenceoftheflowfieldneararound.Intheprocessofmodeling,thebladeflappingresponseisderivedunderassumptionofrigidblade,thebladeaerodynamicmodelusingWeiss