舰面效应对直升机操纵的影响

《舰面效应对直升机操纵的影响》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、总第178期2014年第1期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．178No．12014文章编号：1673-1220(2014)014)06-05舰面效应对直升机操纵的影响陆永杰，殷士辉(中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要舰面效应对直升机的配平操纵和姿态角有很大的影响。基于三维面元法建立了直升机舰面效应模型，可有效用于分析部分地效和倾斜甲板。最后以某型机舰配合为例，分析了舰面效应对直升机配平操纵和姿态角的影响。关键词舰面效应；面元法；直升机配平操纵中图分类号：V212．4文献标识码：AA

2、nalysisofShip-DeckEffectonHelicopterLUYongjie，YINShihui(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China)AbstractShip-deckeffecthassignificantinfluenceontrimandattitudesofhelicopter．Basedon3·Dpanelmethod，thispaperestablishedship—deckeffectmodelwh

3、ichcouldeffectivelyapplyonpar-tialandinclinedshipdeck．Andusedacertainhelicopter／ship，thispaperconcretelyanalyzedhowship·deckeffectworksonhelicopter’Strimandattitudes．Keywordsshipdeckeffect；panelmethod；helicopter’Strim0引言与地面效应不同，舰载直升机在着舰过程中，直升机常常会面临部分地面效应，同时还会面临甲板处于倾斜

4、的情况。在这种情况下，不仅是旋翼人流的值在变化，人流在旋翼不同位置的分布也会变化。人流的量值和分布的变化严重影响了直升机飞行动力学特性，大大增加了飞行员的工作负荷。为此，必须分析舰面效应对舰载飞行的影响。传统的镜面法⋯是将一个镜像旋翼放在地面下方，这样在地面处的无穿透的边界条件就能满足，这种方法已广泛应用于直升机地面效应建模。但是，这种方法无法满足舰面效应的研究，因为舰面效应中有部分地面效应和倾斜甲板。本文基于面元法建立完全耦合的旋翼尾流／舰船甲板相互干扰的模型，用Peters／He有限状态尾流模型来模拟旋翼尾流，用基于三维面元

5、法的源／偶极子面元来代替舰船甲板。可有效分析舰面效应对直升机的影响。1符号说明巾面元模型的速度势收稿日期：2013一11一lO作者简介：陆永杰(1988一)，男，江苏南通人，大学本科，助理工程师，研究方向为直升机飞行动力学2014年第1期陆永杰，殷士辉：舰面效应对直升机操纵的影响·7·中。自由来流的速度势西扰动速度势矿源强度肛偶极子强度q：，g：旋翼诱导速度影响因子丁≯，丁≯旋翼人流函数x。·旋翼横向操纵(左推驾驶杆为正)瓦旋翼纵向操纵(右推驾驶杆为正)2舰面效应建模2．1旋翼对舰船甲板的干扰当舰船甲板处于旋翼的诱导流场中，舰船

6、甲板面元奇点的强度取决于相对空速，而相对空速由旋翼下洗流确定。旋翼诱导速度在甲板上的分布用基于Peters／He有限状态动态人流理论旧’3’的有限状态动态尾流干扰模型来模拟。这种有限状态尾流干扰模型可以预测非均匀、非定常的旋翼尾流诱导流场。根据有限状态动态尾流方程，任意流场点处的诱导速度可以通过积分得到：1，一K=一寺I中：蟛(1)啊{诱导速度的三个分量可以表述为：1∞％=专∑∑(g：丁≯”+q“inT删n)(2)-’7’mn其中，话和g：是诱导速度影响系数，i=菇，Y，z。基于有限状态动力学尾流理论，上面的积分是旋翼和流场干扰

7、点的几何关系的方程。这样获得的诱导速度是非均匀、非定常的。在这里，对应的流场点为分布在甲板上的面元的气动计算点。2．2舰船甲板对旋翼的干扰面元法是将物体表面或机翼中弧面等特征面进行离散，生成网格，或对每个网格用平面或曲面代替原来的物面成为面元，在该面元上布置流动的奇点如源、涡、偶极子及其组合，进行气动问题求解的方法。如图1，本文将舰船甲板的上表面和三个侧面用面元代替，求解时就不会受到部分舰面效应和倾斜舰面效应的限制。我们用面元法来求解分布在三维物面上的面元强度源盯和偶极子肛。对于三维物体上的势流，总的速度势满足拉普拉斯方程：V2

8、巾=0(3)图1机舰建模在上面的方程中减去自由来流的势能中。，并对物面上的任意一点P使用格林函数，那么P点的扰动势可以表述为：①。=中一巾。=寺，卜矗V(1)dS一寺-f，专V(咖)ds(4)其中，西是扰动速度势，r是P点到物面上微元搬的距离，元是面微元指向外流