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常规旋翼构型复合式高速直升机发展概况及关键技术 被引量:12
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作者 黄明其 徐栋霞 +2 位作者 何龙 朱清华 王亮权 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1156-1168,共13页
对常规旋翼构型复合式高速直升机的发展概况及关键技术进行了综述。首先,结合常规旋翼构型复合式高速直升机的布局型式及操纵方式,介绍了该构型复合式直升机的一般概念。然后,根据常规旋翼构型复合式高速直升机的前飞动力结构特点,将其... 对常规旋翼构型复合式高速直升机的发展概况及关键技术进行了综述。首先,结合常规旋翼构型复合式高速直升机的布局型式及操纵方式,介绍了该构型复合式直升机的一般概念。然后,根据常规旋翼构型复合式高速直升机的前飞动力结构特点,将其分为三种类型,并分别对不同类型复合式直升机的布局型式及其发展概况进行了梳理。在此基础上,针对目前该构型高速直升机所面临的问题,总结了该构型直升机的总体布局设计与优化、过渡模态操纵分配设计等关键技术。最后,结合国内外高速直升机的发展趋势,以及该构型高速直升机的特点,分析了常规旋翼构型复合式高速直升机的发展前景,并对其在我国的发展提出了初步建议。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 常规旋翼 辅助推进 布局优化 操纵策略 气动干扰
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复合式高速直升机旋翼下洗流对机翼的气动影响分析 被引量:2
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作者 刘超凡 朱清华 刘佳 《航空工程进展》 CSCD 2023年第1期38-46,共9页
对复合式高速直升机的旋翼两侧不同强度下洗流对机翼的气动干扰分析,可以为类似构型直升机的气动外形设计及优化提供一定的参考。采用动量源方法对复合式高速直升机悬停及前飞状态的流场进行数值模拟,分析旋翼两侧不同强度的下洗流对机... 对复合式高速直升机的旋翼两侧不同强度下洗流对机翼的气动干扰分析,可以为类似构型直升机的气动外形设计及优化提供一定的参考。采用动量源方法对复合式高速直升机悬停及前飞状态的流场进行数值模拟,分析旋翼两侧不同强度的下洗流对机翼的气动影响,研究改变旋翼桨盘高度和机翼展弦比对气动特性的影响。结果表明:复合式高速直升机前飞时,随着旋翼桨盘的增高,两侧机翼升力差峰值减小,且峰值落在更小速度处;随着机翼展弦比的增大,两侧机翼升力差峰值减小,且在峰值后同一速度下,机翼越细长两侧升力差越小。 展开更多
关键词 动量源 复合式高速直升机 旋翼 机翼 气动特性
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高速直升机涵道风扇矢量推进系统模型悬停状态的气动力测量研究 被引量:6
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作者 张德先 陈仁良 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期281-287,共7页
为了提高直升机的飞行速度,出现了用涵道风扇矢量推力系统取代常规的尾桨和尾翼的复合式高速直升机。然而,涵道风扇矢量推进系统各部件间相互作用很复杂,从理论上确定涵道风扇矢量推进系统的气动特性尚有相当难度,为了研究涵道风扇矢量... 为了提高直升机的飞行速度,出现了用涵道风扇矢量推力系统取代常规的尾桨和尾翼的复合式高速直升机。然而,涵道风扇矢量推进系统各部件间相互作用很复杂,从理论上确定涵道风扇矢量推进系统的气动特性尚有相当难度,为了研究涵道风扇矢量推进系统气动特性,利用涵道风扇矢量推进系统试验模型,通过试验实测该系统在轴流状态的气动力及舵面偏角和设计参数对系统气动力的影响,得到了一些涵道风扇矢量推进系统所特有的气动现象,其结果可作为理论建模的依据。 展开更多
关键词 涵道风扇矢量推进系统 复合式高速直升机 试验
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复合式高速无人直升机飞行动力学建模与控制策略设计
4
作者 聂博文 王亮权 +4 位作者 黄志银 何龙 杨仕鹏 颜鸿涛 章贵川 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期121-140,共20页
复合式高速无人直升机主要具有旋翼、机翼、螺旋桨、机身和平/垂尾等气动部件。各个部件之间的气动干扰复杂且会随前飞速度强烈、快速地变化,必须根据前飞速度修正飞行动力学模型参数,以获得较高的模型置信度;同时,必须根据前飞速度调... 复合式高速无人直升机主要具有旋翼、机翼、螺旋桨、机身和平/垂尾等气动部件。各个部件之间的气动干扰复杂且会随前飞速度强烈、快速地变化,必须根据前飞速度修正飞行动力学模型参数,以获得较高的模型置信度;同时,必须根据前飞速度调整飞行控制策略,动态实现整个速度包线稳定可控飞行。为此,建立了复合式高速无人直升机飞行动力学机理模型,利用全机组合风洞配平试验数据进行了模型修正,有效提高了数学模型置信度;在配平点处,将非线性动力学模型线性化,获得了开环本体动力学特性随前飞速度的演化规律,并评估了控制增稳系统对闭环操稳性能的改善效果;在经典控制架构基础上,针对复合式高速无人直升机的升力、推力和偏航复合特性,设计了前馈补偿、回路加权和控制分配策略,并开展了仿真和试飞验证。研究结果表明:所建立的非线性动力学模型具有较高置信度,数学模型配平结果与风洞试验配平试验结果一致性较好;高/低阶线性模型的特征根分布规律基本一致,操纵响应历程与非线性动力学模型吻合较好;速度包线范围内升力、推力、航向复合飞行控制策略的有效性通过了飞行仿真检验;成功开展了国内首款300 kg级复合式高速无人直升机原理样机试飞,验证了悬停和小速度状态下的飞行控制策略有效性。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 飞行动力学 风洞试验 控制策略 飞行仿真 飞行试验
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高速直升机旋翼/螺旋桨/机身干扰特性分析 被引量:6
5
作者 申遂愿 朱清华 +2 位作者 朱振华 曾嘉楠 陈建炜 《航空工程进展》 CSCD 2020年第1期46-55,共10页
研究双拉力螺旋桨复合式高速直升机的气动特性可以为高速直升机的设计及气动优化提供参考。基于动量源方法构建针对双拉力螺旋桨复合式高速直升机旋翼/螺旋桨/机身干扰特性数值计算及分析方法;对孤立旋翼、旋翼/机身干扰进行算例验证;... 研究双拉力螺旋桨复合式高速直升机的气动特性可以为高速直升机的设计及气动优化提供参考。基于动量源方法构建针对双拉力螺旋桨复合式高速直升机旋翼/螺旋桨/机身干扰特性数值计算及分析方法;对孤立旋翼、旋翼/机身干扰进行算例验证;应用所构建的方法对双拉力螺旋桨高速复合式直升机悬停及前飞状态的干扰流场进行数值模拟,分析机身对悬停流场影响及不同前飞速度旋翼/螺旋桨/机身干扰特性。结果表明:悬停时机身对气流的阻塞作用降低了旋翼的升力,螺旋桨对旋翼下洗气流的加速作用使旋翼升力提高;低速前飞时旋翼/螺旋桨/机身干扰较大,主要体现在旋翼下洗流造成螺旋桨滑流偏折以及机翼上表面压力分布增大,高速前飞时这种干扰较小。 展开更多
关键词 动量源 复合式高速直升机 干扰流场 旋翼 螺旋桨 机身
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复合式常规旋翼高速直升机机身气动布局风洞试验研究
6
作者 何龙 杨仕鹏 +2 位作者 张卫国 赵宇 王亮权 《航空科学技术》 2023年第9期62-69,共8页
复合式常规旋翼高速直升机是国内外高速直升机重点发展的几种构型之一。本文首先简要介绍了某300kg复合式常规旋翼高速直升机的机身气动布局形式,针对该机设计并加工了1∶1.5机身风洞试验模型,在4m×3m风洞开展了机身气动特性风洞... 复合式常规旋翼高速直升机是国内外高速直升机重点发展的几种构型之一。本文首先简要介绍了某300kg复合式常规旋翼高速直升机的机身气动布局形式,针对该机设计并加工了1∶1.5机身风洞试验模型,在4m×3m风洞开展了机身气动特性风洞试验。通过对比不同机身部件组合状态在不同迎角、侧滑角条件下的气动力及纵横向气动导数,获得了全机及各部件气动性能。根据风洞试验结果,结合已建立的旋翼气动力模型和螺旋桨气动力模型,建立了全机飞行力学模型,并分析了不同飞行速度下全机的静稳定性,验证了该复合式高速直升机具有合理的机身气动布局,研究结果可为复合式常规旋翼高速直升机的进一步发展提供参考。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 机身气动布局 气动特性 风洞试验 全机静稳定性
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复合式高速直升机过渡走廊和最优过渡路线研究 被引量:3
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作者 朱汉 董睿 +1 位作者 江顺 盛守照 《机械制造与自动化》 2021年第1期188-192,共5页
针对复合式高速直升机在飞行模式转换过程中存在的过驱动问题,设计最优过渡路线并优化过渡飞行方案。建立动力学模型,设计有约束的过渡走廊;将最大安全裕度作为最优目标,通过粒子群优化算法求解最优过渡路线。仿真结果表明:最优过渡路... 针对复合式高速直升机在飞行模式转换过程中存在的过驱动问题,设计最优过渡路线并优化过渡飞行方案。建立动力学模型,设计有约束的过渡走廊;将最大安全裕度作为最优目标,通过粒子群优化算法求解最优过渡路线。仿真结果表明:最优过渡路线能确保高速直升机在飞行模式转换过程中合理地分配各操纵量,并确保了模式转换的安全性。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 飞行模式转换 过渡走廊 最优过渡路线
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双螺旋桨推进复合式直升机操纵分配与最优过渡路线设计 被引量:1
8
作者 王涌钦 余新 +1 位作者 陈仁良 叶尚卿 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期211-218,共8页
针对双螺旋桨推进复合式直升机在过渡阶段存在的操纵面冗余问题,设计了不同操纵机构之间操纵分配系数以及最优俯仰角过渡路线。建立了复合式直升机动力学模型并提出复合式高速直升机操纵策略。对于过渡段以全机功率最优为优化目标,使得... 针对双螺旋桨推进复合式直升机在过渡阶段存在的操纵面冗余问题,设计了不同操纵机构之间操纵分配系数以及最优俯仰角过渡路线。建立了复合式直升机动力学模型并提出复合式高速直升机操纵策略。对于过渡段以全机功率最优为优化目标,使得操纵杆量连续光滑过渡为边界条件,优化得到最优过渡路线以及不同操纵机构之间操纵分配系数。对于低速阶段会出现的推进螺旋桨涡环状态,选择最优过渡路线规避推进螺旋桨涡环状态。仿真结果显示,优化得到的分配系数及过渡路线能够使复合式直升机不同通道的操纵杆量光滑连续过渡,确保驾驶员的操纵性能。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 控制策略 分配系数 过渡路线 飞行动力学模型
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基于T-S模糊的复合式高速直升机鲁棒控制器
9
作者 杨杰 陈燕云 +1 位作者 何伟 盛守照 《兵工自动化》 2020年第9期48-53,共6页
针对复合式高速直升机在不同飞行模式过渡过程中气动特性和操纵方式变化显著,并存在参数不确定的特点,设计一种基于T-S模糊的鲁棒跟踪控制器。根据T-S模糊理论,将复合式高速直升机纵向非线性模型转化为T-S模型,在设计跟踪控制器时引入... 针对复合式高速直升机在不同飞行模式过渡过程中气动特性和操纵方式变化显著,并存在参数不确定的特点,设计一种基于T-S模糊的鲁棒跟踪控制器。根据T-S模糊理论,将复合式高速直升机纵向非线性模型转化为T-S模型,在设计跟踪控制器时引入模糊前馈,采用Lyapunov方法证明系统跟踪误差渐近稳定,并运用线性矩阵不等式求解控制器参数。仿真结果表明:该控制器能确保复合式高速直升机准确跟踪空速参考指令,对系统的不确定具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 T-S模糊 鲁棒跟踪控制 模糊前馈
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复合式高速直升机过渡模式控制器设计
10
作者 江顺 陈燕云 +1 位作者 何伟 盛守照 《机械制造与自动化》 2021年第1期184-187,219,共5页
以复合式高速直升机为研究对象,建立整机气动模型。针对复合式高速直升机过渡模式中存在强非线性、控制输入转移的问题,提出一种基于操稳性和推进功率最优的控制分配方法,设计过渡模式自适应PID控制器,进行仿真验证。仿真结果表明:该控... 以复合式高速直升机为研究对象,建立整机气动模型。针对复合式高速直升机过渡模式中存在强非线性、控制输入转移的问题,提出一种基于操稳性和推进功率最优的控制分配方法,设计过渡模式自适应PID控制器,进行仿真验证。仿真结果表明:该控制器可以有效保证复合式高速直升机过渡模式的安全性和平稳性。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 过渡模式 控制分配 控制器设计
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复合式高速无人直升机飞行力学建模及操纵策略研究
11
作者 杨洋 黄维宁 +2 位作者 杨永文 徐亮 李华松 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2481-2489,共9页
双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,... 双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,机身模型采用风洞实验数据,然后,建立该直升机的非线性飞行动力学模型。针对操纵冗余问题,提出一种操纵策略,以权重系数来分配操纵通道,通过添加平均螺距杆纵向通道,由螺旋桨平均螺距控制前飞速度。在此基础上进行配平,实现了各个杆操纵量在3个模式间的光滑过渡,从而验证了操纵策略的合理性。 展开更多
关键词 双螺旋桨复合式高速无人直升机 操纵冗余 飞行动力学模型 操纵策略
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