优化转速旋翼性能分析与应用

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1、第46卷第6期2014年12月南京航空航天大学JournalofNanjingUniversityofAeronautics学报{女Astronautics优化转速旋翼性能分析与应用刘士明1杨卫东1董(1．南京航空航天大学旋翼动力学国家级重点实验室V01．46No．6Dec．2014凌华1武庆中2吴裕平2，南京，210016；2．中国直升机设计研究所，景德镇，333001)摘要：旋翼转速的变化会对直升机性能产生重要影响，通过建立优化转速旋翼性能分析综合模型，包含Peters—He广义动态入流模型和全机配平模型，以国产现役某轻型直升机为例，分析前飞速度、起

2、飞质量、飞行高度等对变转速旋翼转速优化路径的影响，分析变转速旋翼技术对提高直升机航时等性能的可能性。分析结果表明：通过合理降低旋翼转速，可以使最大起飞质量下的需用功率降低30％；起飞质量越轻、飞行高度越低，旋翼优化转速越低，需用功率降低越明显；通过优化转速完全消耗400kg燃油，通过优化旋翼转速，可使最大续航时间提高20．5％，最大航程提高8．5％；桨叶内段布置厚翼型能提高桨叶刚度，增加大速度时需用功率，但对中低速度飞行时总体性能影响较小，不影响长航时的优点。关键词：直升机；优化转速旋翼；变转速；性能中图分类号：V212．13文献标志码：A文章编号：10

3、05—2615(2014)06—0888一07PerformanceInVestigationandApplicationsofOptimumSpeedRotorsLi“S^i7挖i咒91，Ya咒g’％ido咒91，Do咒gLi咒g^“口1，W“Qi扎gz矗。咒g2，W“Y“pi咒g2(1．StateKeyLaboratoryofHelicopterRotorcraftAeromechanics，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．ChineseHelico

4、pterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen，333001，China)Abstract：Theperformanceofhelicopterscanbesignificantlyinfluencedbyrotorspeedvariation．Aper—formanceanalysismodelisbuilttoexamtheinfluencesofrotatingspeed，airspeed，take—offweightandflightaltitudeontheoptimalrotatingspeedo

5、faspecifichelicopterwithavariablespeedr。tor．ThePe—ters—Hegeneralizeddynamicinflowmodelandfullaircrafttrimmodelareintroduced．Theresultshows30％reductioninmainrotorpowerisobservedthroughrotorrotatingspeedreductionforthemaximumtake—offweight．Forlowertake—offweightsoraltitudes，theredu

6、ctionsinrotorspeedandpowersavingsaremoreapparent．Theoptimalrotatingspeedcancausea20．5％increaseinenduranceand8．5％inrangebythoroughlyconsuming400kgoffuel．Settingthickairfoilattheinnersideofbladecanincreasebladestiffness，whichleadstosomeincrementsinrequiredpowerwhenspeedingup，buthas

7、littleeffectontheperformanceatmiddleand10wspeed，andnoeffectonendurance．Keywords：helicopter；optimumspeedrotor；variablerotatingspeed；performance为了控制直升机机体振动水平，保证足够的机动飞行操纵裕度和自转下滑安全性，通常直升机旋翼以固定转速工作。但当飞行速度、高度或起飞质量低于设计值时旋翼转速会高于所需值，此时旋翼升阻比降低，耗油率较高，所以传统直升机续航能力较差。随着无人直升机被广泛用于空中侦查等任务，对直升机续航

8、能力的要求越来越高。优化转速旋翼(Optimumspeedrotors，OSR)