斜置尾桨对直升机飞行特性的影响

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1、第43卷第4期2011年8月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics斜置尾桨对直升机飞行特性的影响彭勇陈平剑孙强(中航工业直升机设计研究所，景德镇，333001)V01．43No．4Aug．2011摘要：基于叶素理论建立了斜置尾桨的数学模型，以UH一60A直升机为对象，计算了平飞配平特性，并与试飞结果进行对比，完成了对模型的验证。验证结果表明，所建的斜置尾桨模型合理准确，能满足工程精度。本文从直升机悬停需用功率研究了尾菜斜置

2、角的设计，计算了不同尾桨斜置角对直升机悬停需用功率的影响，得出UH一60A直升机的尾菜斜置角优化值为20～25。。通过计算和对比斜置尾桨与常规尾桨直升机的平飞配平特性，得出尾桨斜王主要影响直升机的纵向配平特性。最后，对斜置尾桨的利与弊进行了一些讨论．关键词：斜王尾桨；教学模型；斜置角设计；UH一60A直升机中图分类号：V212．4文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)04一0446—07EffectofCantedTailRotoronHelicopterFlightCharacterist

3、icsPP咒gy．0，zg，C^已nPi咒g：i缸咒，．S配靠Qi口规g(AⅥCChinaHe“copterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen，33300l，China)Abstract：Amathematicalmodelofthecantedtailrotorisdevelopedbasedonthebladeelementtheory．UH一60Ahelicopteristakenasanexampletocarryoutthetrimcalculat

4、ion．ThevaIidationofthemodelismadebycomparisonbetweencalculationresultsandflighttestdata，whichindicatesthatthemodelofcantedtailrotorisreasonable，accurate，andproperfortheapplicationinengineering．Theeffectofdif．ferentcantedangleontherequiredpowerofhelicopteri

5、nhoVeriscalculated，whichconcludesthattheoptimumcantedangleofUH一60Aisbetween20。and25。．ThetrimcharacteristicsofhelicopterinleVerflightwithcantedtailrotorandconventionaItailrotorarecalculatedandanalyzed．Thelongitudinaltrimofhelicopterischangedwhenthetailrotor

6、tiltedup．Finally，theadVantagesanddisadVantagesofcant—edtailrotorarediscussed．Keywords：cantedtailrotor；mathematicalmodel；cantedangledesign；UH一60Ahelicopter20世纪60年代，美国为增加S一65／CH一53直升机的载重能力，拟加装第三台发动机，为此需将尾桨等部件后移以扩大机身舱内空间，此举会使直升机的重心偏后，导致纵向不平衡。为解决该问题，Sikorsky公司

7、的设计师们提出加长机身头部，但该方法会使得直升机的重量增加。DavidJenney提出尾桨向上斜置产生的升力分量可以解决直升机不平衡的问题，虽然该方法独特新颖，但未被采纳。在同时期的UTTAS项目中，“黑鹰”UH一60为适应空运要求导致其重心偏后，为解决该问题，DavidJenney极力提倡采用斜置尾桨构型。由此，斜置尾桨布局在UH一60直升机上得到了成功应用，其尾桨向上斜置20。，直升机悬停时无需增加其需用功率情况下可提供总重2．5％的升力增量[1]。这对于运输类直升机而言具有较大优势，为此，先后有CH一

8、53E，S92，AWl39和ECl75／Z15等型号均采用了斜置尾桨构型。斜置尾桨构型在型号研制中得到了广泛应用，但已公开发表的有关其技术研究工作的文献较少。在国外，文献[2，3]在UH一60工程仿真模型中，采收稿日期：2010—08—15；修订日期：2011·02—28通讯作者：彭勇，男，工程师，1981年1月生，E—mail：jinying—py@163．com．第4期彭勇，等：斜置尾桨对直升机飞行特性的影响