基于CFD与飞行动力学耦合方法的舰载直升机着舰平衡分析

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1、第48卷第2期2016年4月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics＆AstronauticsV01．48No．2Apr．2016DOI：10．]6356／j．1005—2615．2016．02．014基于CFD与飞行动力学耦合方法的舰载直升机着舰平衡分析孟晓伟徐国华史勇杰黄斌(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016)摘要：将计算流体力学(Computationalfluiddynamics，CFD)模型与飞行动

2、力学模型相结合，建立了适用于舰载直升机着舰飞行的平衡分析方法。在满足气动力计算精度的前提下，为提高计算效率，CFD模型使用Euler方程作为主控方程，并采用动量源项代替旋翼对其流场的作用。将CFD计算所得气动力对飞行动力学模型计算所得气动力进行修正迭代，并根据牛顿迭代法求解飞行动力学平衡方程，最终求得平衡参数。应用所建立的方法，首先进行了算例验证，以表明方法的有效性；然后着重对舰栽直升机着舰飞行进行了平衡计算与分析，为直升机着舰飞行提供参考。关键词：舰载直升机；动量源；CFD模型；飞行动力学模型；平

3、衡中图分类号：V211．52文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)02—0238—06BalanceAnalysisofCFDandFlighShipboardHelicopterLandingbytDynamicsCouplingModelMengXiaowei，XuGuohua，ShiYongJie，HuangBin(NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanics．NanjingUniver

4、sityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：AmethodforanalyzingthebalanceofshipboardhelicopterlandingisestablishedbycombiningCFDmodelwithflightdynamicsmodel．Onthepremiseofmeetingcalculationrequirementofaerody—namicforces，Eulerequations

5、areusedasgoverningequationsforCFDmodeltoimprovecalculativeeffi—ciency，andthemomentum—sourcetermisusedtodescribetheeffectsofrotorandtailrotoronitsflow—field．AerodynamicforcescalculatedbytheflightdynamicsmodelarecorrectedbyforcescalculatedbytheCFDmodel．F

6、urthermore，accordingtotheNewtoniterationmethod，trimparametersareobtainedbysolvingtheflightdynamicstrimequations．Bytheproposedmethod，avalidationexampleisgiventOshowtheeffectivenessofthemethod．Andthen，thebalancecalculationofshipboardhelicopterlandingispe

7、rformed．Keywords：shipboardhelicopter；momentum—source；CFDmodel；flightdynamicsmodel；balance舰载直升机相比于陆地飞行器有着“腿长“的优点，可以搭载舰船到较远的海域执行护航、反潜、反舰等任务‘1

8、。但直升机在舰船甲板着舰时，由于舰船的运动、舰船上的建筑物以及海风的影响，使基金项目：国家自然科学基金(11302103)资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2015—10一Ol；修订日期：2016—01—

9、01通信作者：徐国华，男，教授，博士生导师，E-mail：ghxu@nuaa．edu．cn。引用格式：孟晓伟，徐国华，史勇杰，等．基于CFD与飞行动力学耦合方法的舰载直升机着舰平衡分析EJ]．南京航空航天大学学报，2016，48(2)：238—243．MengXiaowei，XuGuohua，ShiYongjie，eta1．Balanceanalysisofshipboardheli—copterlandingbyCFDandflightdynamicscouplin