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直升机近地飞行扬沙抑制的旋翼布局参数
1
作者 吴林波 孟澍 +1 位作者 张威 谭剑锋 《航空学报》 北大核心 2026年第1期51-64,共14页
针对直升机野外作训作战复杂沙尘起降实际问题,通过精细化构建旋翼近地面干扰流场,计入沙粒离散单元法(DEM)模型和Hertz-Mindlin沙粒碰撞力模型,构建了直升机近地面扬沙综合建模分析方法。采用UH-60A标模旋翼验证了所提耦合流场和扬沙... 针对直升机野外作训作战复杂沙尘起降实际问题,通过精细化构建旋翼近地面干扰流场,计入沙粒离散单元法(DEM)模型和Hertz-Mindlin沙粒碰撞力模型,构建了直升机近地面扬沙综合建模分析方法。采用UH-60A标模旋翼验证了所提耦合流场和扬沙特性仿真的可靠性。在此基础上,开展基于直升机近地面扬沙抑制的旋翼参数设计研究,通过对比不同方案的桨尖涡强度和地面射流速度,结合流场-扬沙特性,分析桨尖下反角和先进三维桨尖(类BERP外形)对扬沙抑制的影响。结果表明:减小桨尖下反角,增加桨尖涡强度的同时可以提高地面射流速度,增大沙迹线外扩半径,提高沙尘环境可视度;相比于抛物线桨尖,类BERP桨叶较强的桨尖涡与地面冲击后,同样可增大地面射流强度和速度,对地面沙尘扬起有较好的抑制效果,从而可改善驾驶员的安全飞行视野范围。 展开更多
关键词 直升机 近地面飞行 扬沙抑制 旋翼 布局参数
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考虑锥体约束的旋翼振动闭环控制及试验
2
作者 王传达 金坤健 +3 位作者 喻国瑞 黄国科 王刚 彭海军 《航空学报》 北大核心 2026年第2期88-105,共18页
针对桨叶不相似导致的旋翼1/rev低频振动过大、旋翼锥体偏离等问题,发展了一种考虑旋翼锥体约束的旋翼振动闭环控制算法。首先,建立了基于柔性桨叶的旋翼气弹耦合模型,设定参数模拟工程中桨叶的不相似性,从而产生锥体偏离现象和振动不... 针对桨叶不相似导致的旋翼1/rev低频振动过大、旋翼锥体偏离等问题,发展了一种考虑旋翼锥体约束的旋翼振动闭环控制算法。首先,建立了基于柔性桨叶的旋翼气弹耦合模型,设定参数模拟工程中桨叶的不相似性,从而产生锥体偏离现象和振动不平衡特性;其次,以旋翼振动谐波分量为控制目标,单片桨叶的总距变化量为控制输入,锥体偏离值作为约束条件,构造一组约束优化问题,进而求解得到最优控制量;然后,通过数值仿真,对比了无锥体约束的控制算法,仿真结果表明在加入锥体约束后,不仅仍然能够大幅降低低频振动幅值,而且能够将锥体偏差值约束到设定范围内,证明了约束控制算法的有效性;最后,通过试验验证,建立旋翼系统试验平台,将控制算法改编为Simulink模型,结合相应的硬件设备,搭建软硬件架构,执行不同飞行状态下的控制算法,试验结果表明均可以将振动降低60%以上,锥体偏差值也限制在设定值附近,最高降低73%。 展开更多
关键词 旋翼气弹建模 闭环振动控制 旋翼锥体与动平衡调整 实时化仿真 旋翼塔实验
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低空复杂风场下旋翼气动干扰特性风洞试验
3
作者 刘洋 史勇杰 徐国华 《航空学报》 北大核心 2026年第1期123-135,共13页
低空区域受地形和环境风的共同作用,形成复杂的干扰风场。在风洞中分别构建包含障碍尾流、空间约束和随机湍流的3类典型低空干扰风场,利用六分量天平测量旋翼非定常气动力和力矩,通过时-频联合分析,对比了不同工况和干扰位置下旋翼气动... 低空区域受地形和环境风的共同作用,形成复杂的干扰风场。在风洞中分别构建包含障碍尾流、空间约束和随机湍流的3类典型低空干扰风场,利用六分量天平测量旋翼非定常气动力和力矩,通过时-频联合分析,对比了不同工况和干扰位置下旋翼气动力影响规律。建立了基于延迟分离涡模拟(DES)的风场模拟方法,分析了不同干扰场景下旋翼-环境耦合流场特征。结果表明,空间约束引起的旋翼尾迹再循环会降低旋翼拉力,围合度越高削弱作用越严重。障碍物尾流区的大尺度周期性脱落涡会使旋翼遭受低频扰动,随着旋翼离地高度及与干扰物间水平距离的增大,流场中高频脉动增加,旋翼拉力功率谱峰值向高频迁移。随机湍流能量集中在高频段,对驾驶员工作负荷相关的低频敏感区影响较小。研究揭示了不同干扰场景下流动能量分布与旋翼气动力响应特征的内在关联,为旋翼飞行器的湍流抑制设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 风洞试验 旋翼 气动干扰 低空风场 大气湍流
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沙盲环境直升机桨叶磨损分析方法 被引量：2
4
作者 谭剑锋 闫羽泽 +2 位作者 张卫国 刘亚奎 邵天双 《航空学报》 北大核心 2025年第9期280-293,共14页
直升机沙盲现象不仅威胁飞行安全,而且会引发桨叶磨损,降低旋翼性能。为此,基于黏性涡粒子法和离散单元法的直升机沙盲分析模型计算沙云时变形态,耦合沙粒-桨叶冲击模型与桨叶磨损模型,考虑旋翼桨叶高速冲击磨损特性,建立沙盲环境直升... 直升机沙盲现象不仅威胁飞行安全,而且会引发桨叶磨损,降低旋翼性能。为此,基于黏性涡粒子法和离散单元法的直升机沙盲分析模型计算沙云时变形态,耦合沙粒-桨叶冲击模型与桨叶磨损模型,考虑旋翼桨叶高速冲击磨损特性,建立沙盲环境直升机桨叶磨损分析方法。通过与镍合金、SS304不锈钢、双向碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)、玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)、聚氨酯(PU)、Ti-6Al-4V钛合金的靶板磨损试验对比,验证了分析方法的准确性。随后研究EH-60L直升机前飞沙盲环境的桨叶磨损特性,并分析飞行速度对桨叶磨损的影响特性。直升机沙盲环境下,桨叶与沙云碰撞程度、桨叶磨损、旋翼磨损区域均随时间延长而显著增加,同时,受桨叶进入沙云时间更长、沙粒冲击速度更大、冲击角度更大的影响,桨尖磨损远高于桨叶内侧。此外,桨尖磨损和旋翼磨损区域随飞行速度增加而先增大后减小。 展开更多
关键词 桨叶磨损 直升机沙盲 磨损模型 离散单元法 碰撞模型
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基于自适应遗传算法响应面优化模型的MDOE方法研究
5
作者 程起有 李春华 +2 位作者 江嘉伟 胡磊 陈卫星 《航空动力学报》 北大核心 2025年第12期358-369,共12页
多项式响应面模型(PRSM)具有建模简单、计算量较小的特点,在基于现代试验设计(MDOE)方法的风洞试验中得到广泛应用。然而,多项式响应面模型无法对模型拟合后的残差进行处理,会丢失部分模型矩阵信息而导致参数预测误差增加。因此,通过预... 多项式响应面模型(PRSM)具有建模简单、计算量较小的特点,在基于现代试验设计(MDOE)方法的风洞试验中得到广泛应用。然而,多项式响应面模型无法对模型拟合后的残差进行处理,会丢失部分模型矩阵信息而导致参数预测误差增加。因此,通过预测值和实测值的差值,构造模型残差目标函数,并根据轮盘赌计算个体适应度值,对遗传算法(GA)的交叉概率和变异概率进行改进,建立一种基于改进自适应遗传算法(IAGA)优化多项式响应面模型的MDOE方法,并应用于飞行器风洞试验。结果表明:MDOE方法仅需传统单变量(OFAT)方法35%左右的试验点,基于改进自适应遗传算法优化后的MDOE方法较基于传统遗传算法的MDOE方法,响应面模型预测误差降低了1.263%,平均迭代速度提高了3.76倍,有效提升风洞试验效率。 展开更多
关键词 现代试验设计(MDOE)方法 多项式响应面模型(PRSM) 遗传算法(GA) 风洞试验 气动系数
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智能扭转旋翼研究进展
6
作者 韩东 张宇杭 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期52-66,I0001,共16页
智能扭转旋翼通过智能材料或结构驱动桨叶主动扭转,动态优化桨叶展向与周向扭转分布,成为提升直升机旋翼综合性能的重要技术途径。本文系统综述了智能扭转旋翼的技术发展历程及研究进展,重点分析了其在气动性能提升、振动抑制与噪声控... 智能扭转旋翼通过智能材料或结构驱动桨叶主动扭转,动态优化桨叶展向与周向扭转分布,成为提升直升机旋翼综合性能的重要技术途径。本文系统综述了智能扭转旋翼的技术发展历程及研究进展,重点分析了其在气动性能提升、振动抑制与噪声控制中的潜在价值。相较于间接驱动方式,通过压电复合材料直接驱动实现桨叶整体扭转结构紧凑、可靠性高。理论和试验研究表明,主动扭转技术可通过优化桨叶气动载荷分布有效提升旋翼效率,并通过高阶谐波控制策略显著降低桨毂振动载荷及桨涡干扰噪声。当前技术瓶颈集中于高效智能材料研发、多物理场耦合建模及多目标优化设计,未来需突破工程化应用中的可靠性、环境适应性及智能控制等难题,并拓展其在新型旋翼飞行器中的跨域应用。该技术为直升机旋翼设计从被动适应向主动调控的范式转变提供了理论支撑,具有重要的工程应用前景。 展开更多
关键词 旋翼 桨叶 智能扭转 研究进展
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旋翼翼型非定常气动特性数值模拟研究
7
作者 胡偶 李明强 《直升机技术》 2025年第4期1-6,13,共7页
以旋翼翼型非定常气动力研究为背景,针对直升机稳定水平前飞行状态,推导了桨叶剖面当地迎角及沉浮运动随方位角变化的解析表达式。发展了一套基于格心型有限体积方法的动态混合笛卡尔网格求解器,采用双时间步LU-SGS方法求解非定常Navier... 以旋翼翼型非定常气动力研究为背景,针对直升机稳定水平前飞行状态,推导了桨叶剖面当地迎角及沉浮运动随方位角变化的解析表达式。发展了一套基于格心型有限体积方法的动态混合笛卡尔网格求解器,采用双时间步LU-SGS方法求解非定常Navier-Stokes方程,实现网格随翼型运动的实时自适应更新。对翼型俯仰振荡、沉浮振荡及俯仰-沉浮耦合振荡三种典型运动进行了数值模拟,算例结果与试验数据相吻合。 展开更多
关键词 旋翼翼型 非定常 动态失速 动态混合笛卡尔网格 NAVIER-STOKES方程
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倾转四旋翼无人机巡航状态下旋翼气动干扰分析
8
作者 杨永刚 邱明智 《中国民航大学学报》 2025年第3期81-85,96,共6页
为探究某型倾转四旋翼无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)高速巡航过程中的气动变化规律,本文针对所建立的倾转四旋翼无人机模型采用多重参考系(MRF,multiple reference frame)数值模拟方法开展分析。通过改变机翼翼型相对厚度、旋翼... 为探究某型倾转四旋翼无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)高速巡航过程中的气动变化规律,本文针对所建立的倾转四旋翼无人机模型采用多重参考系(MRF,multiple reference frame)数值模拟方法开展分析。通过改变机翼翼型相对厚度、旋翼总距和前飞速度等参数对无人机模型进行全机干扰模拟,并针对旋翼等部件的气动变化特性进行分析。研究结果表明,在巡航过程中增加机翼翼型相对厚度会使后旋翼拉力系数降低,当机翼翼型相对厚度增加6%时,拉力系数下降17.09%。同时,在前进气流和前旋翼滑流的叠加影响下,前旋翼滑流会对后旋翼气动性能造成一定程度的影响,并随着前飞速度增加,前旋翼滑流所产生的影响呈先增强后减弱的趋势。 展开更多
关键词 倾转四旋翼机 无人机气动干扰 滑流 螺旋桨效率
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直升机旋翼动态失速研究新进展 被引量：1
9
作者 井思梦 招启军 +2 位作者 杨柳青 高远 赵国庆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期205-225,共21页
半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数... 半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数值分析技术的发展情况,总结了当前技术水平,并剖析了这两类技术未来的发展方向。接着,从旋翼翼型、有限翼展机翼和旋翼等多个层面,系统梳理了动态失速机理的研究进展,对现有研究进行总结与分析,指出了当前研究存在的不足与难点。然后,阐述了旋翼动态失速流动控制方法的研究现状,对比了主动与被动流动控制各自的优缺点及发展潜力。最后,介绍了旋翼动态失速半经验模型的发展,特别指出近年来迅猛发展的人工智能技术,为半经验模型降低对试验数据的依赖、提升预测精度与效率带来了新契机。模态分解、数据驱动与机器学习等先进分析技术,为直升机旋翼动态失速研究注入了新活力,推动了相关研究的发展。可以预见,人工智能技术将在未来旋翼动态失速研究中发挥重要作用。 展开更多
关键词 动态失速 翼型 有限翼展机翼 旋翼 流动控制 半经验模型 人工智能
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加/减速状态下倾转旋翼飞行器动态过渡走廊 被引量：1
10
作者 王梓旭 李攀 +2 位作者 沈俊彪 朱振华 陈仁良 《航空学报》 北大核心 2025年第11期359-378,共20页
电动垂直起降飞行器(eVTOL)的发展与低空经济的联系日益紧密,倾转旋翼构型愈发受到行业青睐。准确界定过渡走廊是确保此类构型飞行器安全过渡飞行的关键。传统过渡走廊通过求解不同旋翼倾转角下可稳态平飞的速度区间(静态过渡走廊)来确... 电动垂直起降飞行器(eVTOL)的发展与低空经济的联系日益紧密,倾转旋翼构型愈发受到行业青睐。准确界定过渡走廊是确保此类构型飞行器安全过渡飞行的关键。传统过渡走廊通过求解不同旋翼倾转角下可稳态平飞的速度区间(静态过渡走廊)来确定,然而该方法难以反映飞行器在直升机与飞机模式之间构型与速度同步变化的动态过程,从而隐含安全风险。为此,基于倾转双旋翼机的非线性飞行动力学模型,制定了过渡走廊低速段和高速段的边界条件,系统分析了不同加速度和爬升/下降速度对动态过渡走廊的影响,并与静态过渡走廊进行了对比。结果表明,随着加速度增加,不同旋翼倾转角对应的最大飞行速度呈现线性下降,而最小飞行速度的减小幅度则随旋翼倾转角度减小而减缓。在加速斜爬升的特定飞行状态下,动态过渡走廊面积相较静态过渡走廊减少约52%。不同过渡路径的飞行仿真结果进一步表明,仅依赖静态过渡走廊设计路径可能带来飞行安全隐患,如功率超限和机翼失速等。基于此,提出将动态与静态过渡走廊的重叠区域作为路径设计的安全边界,以提高过渡飞行的安全性。 展开更多
关键词 倾转旋翼飞行器 过渡走廊 加速度 过渡飞行安全 飞行仿真
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组合动力进气道模态转换分流模式及分流策略 被引量：1
11
作者 刘君 袁化成 +2 位作者 张锦昇 李铮 杨德壮 《航空动力学报》 北大核心 2025年第8期108-119,共12页
为实现组合动力推进系统(TBCC)平稳的模态转换,采用风洞试验和数值仿真方法开展了TBCC进气道模态转换过程分流模式及分流策略研究。提出了将组合动力进气道模态转换过程工作状态分为超声分流、超/亚声分流以及亚声分流3种模式,并给出不... 为实现组合动力推进系统(TBCC)平稳的模态转换,采用风洞试验和数值仿真方法开展了TBCC进气道模态转换过程分流模式及分流策略研究。提出了将组合动力进气道模态转换过程工作状态分为超声分流、超/亚声分流以及亚声分流3种模式,并给出不同分流模式的判断依据。根据不同分离模式涡轮和冲压通道所能承受的极限背压,构建了包含3种分流模式的进气道模态转换工作区。基于模态转换工作区,给出了两种模态转换分流策略。结果表明:模态转换过程,涡轮通道超声分流模式极限背压从32倍减小至13倍,冲压通道极限背压从16倍增大到32倍;超声分流模式两个通道的流量和涡轮/冲压通道的入口面积成正比,一旦进入超/亚声分流模式,两个通道之间将发生气动耦合现象,在模态转换40%~60%时,涡轮通道流量系数比超声分流降低12%,冲压通道流量系数增大7%。 展开更多
关键词 组合动力进气道 模态转换 分流模式 气动耦合 分流策略
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倾转机翼飞行器直升机模式气动干扰分析
12
作者 孙会迅 袁明川 +3 位作者 杨永飞 陈金鹤 黄水林 樊枫 《航空动力学报》 北大核心 2025年第10期326-338,共13页
针对多旋翼倾转机翼飞行器,开展了直升机模式机翼/旋翼气动干扰计算分析。基于CFD方法建立了适用于多旋翼倾转机翼飞行器气动干扰分析的计算模型,然后对直升机模式时悬停和前飞状态下的机翼/旋翼气动干扰进行了数值计算,重点分析了气动... 针对多旋翼倾转机翼飞行器,开展了直升机模式机翼/旋翼气动干扰计算分析。基于CFD方法建立了适用于多旋翼倾转机翼飞行器气动干扰分析的计算模型,然后对直升机模式时悬停和前飞状态下的机翼/旋翼气动干扰进行了数值计算,重点分析了气动干扰对机翼气动特性的影响,并进一步研究了襟翼及副翼偏转对机翼/旋翼气动干扰特性的影响规律。结果表明:悬停状态,受旋翼尾流影响,机翼产生较大的后向力,约占旋翼总拉力的5.4%;悬停时襟翼及副翼偏转可实现纵向和航向的有效操纵,前飞时通过襟翼及副翼上偏可以使机翼后向力降低约30%,从而提高最大前飞速度。 展开更多
关键词 分布式多旋翼 倾转机翼 垂直起降 直升机模式 气动干扰
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直升机全机气动噪声特性风洞试验
13
作者 梁勇 张卫国 +3 位作者 车兵辉 袁红刚 魏春华 杨柠檬 《航空学报》 北大核心 2025年第24期66-79,共14页
基于声学风洞开展直升机全机气动噪声特性研究,是评估直升机气动噪声水平的一种有效手段。针对直升机全机构型开展气动噪声试验,系统研究了直升机全机及不同部件组合的气动噪声特性。首先,通过对比国内外不同风洞性能数据,评估了试验风... 基于声学风洞开展直升机全机气动噪声特性研究,是评估直升机气动噪声水平的一种有效手段。针对直升机全机构型开展气动噪声试验,系统研究了直升机全机及不同部件组合的气动噪声特性。首先,通过对比国内外不同风洞性能数据,评估了试验风洞的信噪比,确保了试验结果的准确性;其次,针对旋翼/机身构型开展了不同飞行工况下的气动噪声风洞试验,研究了前进比、升力系数、总距和轴倾角等参数对噪声频谱特性、倍频噪声幅值和总声压级的影响;最后,研究了尾桨对全机噪声辐射特性的影响,并对全机噪声特征影响参数进行了分析。研究结果表明,悬停和前飞时尾桨会导致全机中高频段噪声增加;轴倾角对不同构型的噪声特性影响较大,前飞状态下升力系数主要对低频段和中频段噪声产生影响,斜下降状态下升力系数主要对中高频段噪声产生明显影响;尾桨主要在悬停和水平前飞状态下对全机噪声有增强作用,在斜下降状态下由于桨-涡干扰(BVI)的强噪声覆盖作用,尾桨噪声对全机噪声大小和辐射特性的影响相对较小。 展开更多
关键词 直升机 气动噪声 全机构型 部件影响 风洞试验
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复合式高速直升机非定常旋翼空气动力学建模
14
作者 尹欣繁 安宏雷 +3 位作者 章贵川 彭先敏 王亮权 聂博文 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期21-26,共6页
针对复合式高速直升机复杂的非线性空气动力学特性,采用矢量法推导叶素相对气流速度,基于叶素理论建立了一个可用于分析的复合式高速直升机非定常旋翼空气动力学模型。基于建立的非定常旋翼空气动力学数学模型进行了数值计算并与风洞试... 针对复合式高速直升机复杂的非线性空气动力学特性,采用矢量法推导叶素相对气流速度,基于叶素理论建立了一个可用于分析的复合式高速直升机非定常旋翼空气动力学模型。基于建立的非定常旋翼空气动力学数学模型进行了数值计算并与风洞试验结果进行了对比。结果表明,非定常旋翼空气动力学模型的数值计算结果与风洞试验结果吻合较好,具有较高的置信度和可靠性,能够用于该构型复合式高速直升机气动机理和飞行力学特性分析,以及指导飞行控制律的设计与验证。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 旋翼空气动力学 叶素理论 矢量法 风洞试验
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旋翼翼型非定常来流动态失速力矩及阻尼特性研究
15
作者 高远 赵国庆 +2 位作者 井思梦 招启军 陆凡 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期275-284,共10页
动态失速现象严重制约了直升机的飞行性能,文中为揭示非定常来流状态下气动力矩及阻尼特性变化的机理,采用有限体积方法、运动嵌套网格技术、Roe⁃MUSCL格式和S⁃A湍流模型构建旋翼翼型非定常流场数值模拟方法。在此基础上,对SC1095翼型... 动态失速现象严重制约了直升机的飞行性能,文中为揭示非定常来流状态下气动力矩及阻尼特性变化的机理,采用有限体积方法、运动嵌套网格技术、Roe⁃MUSCL格式和S⁃A湍流模型构建旋翼翼型非定常流场数值模拟方法。在此基础上,对SC1095翼型及其变形翼型在定常/非定常来流⁃变迎角状态下的非定常气动特性进行数值模拟。对比分析计算结果发现:动态失速涡(Dynamic stall vortex,DSV)的形成与对流是造成力矩失速的主要原因;后缘涡(Trailing edge vortex,TEV)导致DSV从翼型表面抬起是引起低头力矩系数峰值的主要因素;在本文的研究范围内,定常来流状态下翼型失速方式为前缘失速,非定常来流状态下受气动外形影响翼型失速方式存在前缘失速和后缘失速,其DSV的对流速度及强度显著小于定常来流状态,而各自来流状态下不同外形翼型DSV的对流速度差异较小。在定常、非定常来流状态下,翼型弯度、厚度和前缘半径的变化会引起力矩发散相位角、负阻尼相位角范围、低头力矩系数峰值及其相位角有规律地增大或减小。在不同来流状态下,翼型弯度、厚度和前缘半径的变化对DSV形成及其演化过程的影响规律不同。 展开更多
关键词 旋翼翼型 非定常来流 动态失速 俯仰力矩 气动阻尼
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倾转旋翼机气动设计研究进展 被引量：1
16
作者 王宗辉 杨云军 赵佳祥 《航空工程进展》 2025年第4期1-12,共12页
倾转旋翼机既具有传统直升机垂直起降、空中悬停的能力又具备固定翼飞行器高速巡航的性能。倾转旋翼机优异的飞行性能使其在航空领域具有巨大的发展应用潜力,然而这些优异性能也给倾转旋翼机的气动设计研发带来了诸多挑战。倾转旋翼机... 倾转旋翼机既具有传统直升机垂直起降、空中悬停的能力又具备固定翼飞行器高速巡航的性能。倾转旋翼机优异的飞行性能使其在航空领域具有巨大的发展应用潜力,然而这些优异性能也给倾转旋翼机的气动设计研发带来了诸多挑战。倾转旋翼机气动构型的发展虽经历了几十年迭代优化,但在气动设计方面仍存在很多关键技术需要去深入探究。本文重点介绍了倾转旋翼桨叶外形优化设计、倾转旋翼机全机气动干扰和回转颤振气动弹性稳定性问题的研究现状,根据目前现状对下一步倾转旋翼机气动设计研究进行展望,并提出了一些研究方向上的建议。 展开更多
关键词 倾转旋翼机 倾转旋翼 飞行模态 回转颤振 气动干扰
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直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法
17
作者 王传达 李飞 +3 位作者 章子健 周云 周文 彭海军 《力学学报》 北大核心 2025年第5期1202-1215,共14页
为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决... 为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决不同构型桨叶统一化建模难题,提出了一种基于模块化思想的多体建模方法.该方法将桨叶划分为多个模块,针对非直构型桨叶,在非直模块转折处施加特定几何约束,可实现上反、下反及后掠等形态,从而适用于各种外形桨叶的动力学建模;此外,模块化多体建模方式可解耦各模块之间的系数矩阵,使得模块的增减仅需调整相应位置的矩阵元素即可,而并不会影响其他模块的动力学方程.具体地,首先基于达朗贝尔原理推导各模块的广义惯性力、广义弹性力与广义主动力;继而根据凯恩方程得到各模块动力学方程;最后,通过引入模块间位移协调条件,可组集获得微分代数方程形式的系统动力学模型.数值结果表明,该方法可实现对不同外形桨叶的高精度动力学建模. 展开更多
关键词 模块化建模 多体动力学 桨叶动力学 复杂外形桨叶
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直升机机载无人机投放过程运动特性分析
18
作者 赵文卿 赵国庆 +1 位作者 曹宸恺 招启军 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期41-46,61,共7页
以直升机在悬停状态下投放无人机为研究对象,建立全机气动干扰数值模拟计算方法,开展旋翼下洗流对无人机运动特性影响的研究。分别从无人机姿态角变化及飞行轨迹等方面分析其飞行状态,研究无人机在直升机侧面不同横向位置以不同速度投... 以直升机在悬停状态下投放无人机为研究对象,建立全机气动干扰数值模拟计算方法,开展旋翼下洗流对无人机运动特性影响的研究。分别从无人机姿态角变化及飞行轨迹等方面分析其飞行状态,研究无人机在直升机侧面不同横向位置以不同速度投放后的飞行稳定性和动态响应。数值模拟结果表明,横向投放位置的不同对无人机飞行轨迹的影响较小,但对姿态角和角速度变化影响较大;无人机以105~125 km/h的初速度投放穿越旋翼下洗流具有更好的飞行稳定性。 展开更多
关键词 直升机 无人机投放 计算流体力学 飞行轨迹
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侧风状态模块化涵道飞行器气动干扰特性研究
19
作者 邵永生 赵国庆 +1 位作者 招启军 曹宸恺 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期27-32,40,共7页
基于滑移网格方法和Navier-Stokes方程,构建了侧风状态下模块化涵道飞行器全机非定常流场的高精度数值模拟方法,通过海豚直升机涵道尾桨试验案例验证了方法的可靠性。随后,通过模块化拼接设计了不同的涵道飞行器构型,开展了不同侧风速... 基于滑移网格方法和Navier-Stokes方程,构建了侧风状态下模块化涵道飞行器全机非定常流场的高精度数值模拟方法,通过海豚直升机涵道尾桨试验案例验证了方法的可靠性。随后,通过模块化拼接设计了不同的涵道飞行器构型,开展了不同侧风速度下模块化涵道飞行器全机气动干扰流场数值分析,揭示了侧风作用下上下游涵道之间的气动干扰特性,获得了各涵道单元气动性能随风速的变化规律。研究结果表明:侧风速度增加在提升桨叶拉力的同时降低了涵道的气动力;在大侧风速度下,由于上游涵道的诱导作用使得上下游涵道气流分离程度差异巨大,且多涵道间的复杂气动干扰现象对涵道性能产生了极大的影响。 展开更多
关键词 模块化涵道飞行器 侧风干扰 数值模拟 气动干扰特性
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折叠倾转旋翼机旋翼自转状态气动干扰特性研究
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作者 杨浩巍 彭名华 +1 位作者 曾俊凯 李建波 《飞行力学》 北大核心 2025年第5期19-25,共7页
针对折叠倾转旋翼机旋翼自转状态下的气动干扰特性开展了研究。以旋翼/机翼/短舱的半翼展模型为分析对象,基于黏性涡方法及其与面元法的耦合方法,开展了旋翼转速、短舱倾角和前飞速度对旋翼及机翼气动特性影响规律研究,分析了旋翼和机... 针对折叠倾转旋翼机旋翼自转状态下的气动干扰特性开展了研究。以旋翼/机翼/短舱的半翼展模型为分析对象,基于黏性涡方法及其与面元法的耦合方法,开展了旋翼转速、短舱倾角和前飞速度对旋翼及机翼气动特性影响规律研究,分析了旋翼和机翼及短舱间的气动干扰特性。研究结果表明:在自转状态下,机翼升力及俯仰力矩受短舱倾角及前飞速度变化影响较大,阻力受前飞速度影响较大;旋翼俯仰力矩不随旋翼转速变化,旋翼法向力变化趋势受短舱倾角及前飞速度影响,阻力几乎不受前两者影响。 展开更多
关键词 折叠倾转旋翼机 旋翼自转 气动干扰
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