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1、总第190期直升机技术GeneralSerialNo.1902016年第4期HELICOPTERTECHNIQUENo.42016文章编号:1673-1220(2016)04-006-06倾转旋翼机重心对平衡稳定性的影响分析1221孙敏,孙强,仲唯贵,朱清华(1.南京航空航天大学,直升机旋翼动力学国家级重点实验室,江苏南京210016;2.中国直升机设计研究所,江西景德镇333001)摘要根据倾转旋翼机的布局特点,建立了包含旋翼、机翼、垂尾、平尾(含舵面)和机身的气动模型及全机飞行力学模型。对不同重心位置模型进行配平分析,在配平的基础上进行了线性模型的提取和分析,给出倾转旋翼
2、机重心包线的计算方法。最后以XV15倾转旋翼机为算例进行不同重心位置的配平、稳定性分析和重心包线计算。结果表明该方法合理有效。关键词倾转旋翼机;飞行力学特性;配平;重心包线+中图分类号:V212.4;V221.5文献标识码:AAnalysisoftheInfluenceoftheGravityCenterofTiltRotorAircraftontheTrimandStability1221SUNMin,SUNQiang,ZHONGWeigui,ZHUQinghua(1.NationalLaboratoryofScienceandTechnologyonRotorcraftA
3、eromechanics,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China;2.ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute,Jingdezhen333001,China)AbstractAccordingtothefeaturesofthelayoutoftiltrotoraircraft,thispaperestablishedflightdynamicsmodelincludesrotor,wing,finandtailplane(includi
4、ngelevator)andfuselagedynamicmodel.Trimanalysiswascarriedoutonthemodel,extractionandanalysisoflinearmodelwascar-riedoutonthetrim,thecenterofgravityenvelopcalculationmethodofthetiltrotoraircraftwasgiv-en.Finally,thetrim,stabilityanalysisandcenterofgravityenvelopecalculationwascarriedoutwitht
5、heexampleofthexv15tiltingrotaryrotoraircraft.Theresultsshowthatthemethodisreasona-bleandeffective.Keywordstiltrotoraircraft;flightdynamiccharacteristics;trim;centerofgravityenvelope停功能和飞机的高速平飞能力,这个集直升机和飞0引言机特点于一体的飞行器一直受到人们的青睐,具有倾转旋翼机具有直升机的垂直/短距起降及悬很大的发展潜力。20世纪20年代国外就对倾转旋收稿日期:2016-08-09作者简介:
6、孙敏(1992-),男,安徽马鞍山人,硕士研究生,主要研究方向:直升机总体气动。2016年第4期孙敏,孙强,仲唯贵,等:倾转旋翼机重心对平衡稳定性的影响分析·7·翼机开始了研究,解决了许多关键技术问题,现已有2)由机体坐标系下的速度计算旋翼构造轴系型号列装到部队。国内对倾转旋翼机的研究开始得下桨毂处的速度,由桨毂处的速度计算不同叶素处比较晚,且多数理论都集中在研究旋翼和机翼之间的速度,并转换到翼型构造轴系中;的气动影响,而对倾转旋翼机的重心及其飞行力学3)根据诱导速度和2)的翼型构造轴系中的气特性的研究较少。流速度算出翼型的迎角,进而由翼型气动数据算出飞行器的重心位置直接影响
7、着飞行性能和操纵此处叶素在翼型构造轴系中的气动力分量(垂向使用安全,飞行器的重心包线是飞行器在飞行使用力、径向力和切向力);中不可逾越的一道安全线,如果装载不当造成重心4)将气动力带入桨叶挥舞运动方程可以求得位置超出重心包线范围,可能会造成机毁人亡的惨桨叶的挥舞角,由动态入流模型算得诱导速度;剧[1,2]。为了使飞行器的重心始终在安全的重心包5)根据桨叶的挥舞角可以算出叶素在旋翼构[3,4]造轴系下的旋翼拉力(T)、后向力(H)、侧向力线内,其确定显得尤为重要。鉴此,本文首先建RR(S)、扭矩(Q)、俯
