王晓锋[1]2002年在《涵道螺旋桨优化设计》文中指出本文主要论述了应用于地效益船推进系统中的涵道螺旋桨的设计问题。涵道螺旋桨取代普通螺旋桨，既缓解了地效益船起飞状态的推力需求，又在一定程度上弥补了开式桨叶尖打水的缺陷。由于地效翼船不同于普遍意义上的飞行器，它的巡航速度低，航空涵道螺旋桨相对的设计速度较高，而国内缺乏对涵道螺旋桨的系统研究。因此有必要在满足地效翼船需求前提下，开展具有针对性的涵道螺旋桨的研究。 本文根据Theodorsen的片条理论，涵道后缘的库塔条件以及边界页微元涡丝的诱导方程，构筑了涵道螺旋桨叶片涡强度分布的计算模型，然后用该模型代替Prandtl的动量损失函数及环量函数，将自由螺旋桨的最小能量损失的设计方法加以推广，优化设计了涵道螺旋桨，最后依据国外的经验数据进行了涵道的设计及涵道桨性能的修正。
王晓锋, 屠秋野, 唐狄毅, 范静[2]2004年在《一种涵道螺旋桨优化设计新方法研究》文中研究说明根据Theodorsen的片条理论、涵道后缘的库塔条件以及边界页微元涡丝的诱导方程,构筑了涵道螺旋桨叶片涡强度分布的计算模型,用该模型代替Prandtl的动量损失函数及环量函数,将自由螺旋桨的最小能量损失的设计方法加以推广,优化设计了涵道螺旋桨。
高永卫, 黄灿金, 魏闯[3]2013年在《一种涵道螺旋桨的简便设计方法》文中提出由于涵道和螺旋桨互相干扰的复杂性,通常涵道螺旋桨的设计需要较多经验和较长时间。提出一种将动量定理、轴流式通风机相似理论和旋转机械叶素理论相结合的工程方法,该方法应用在涵道螺旋桨初步设计阶段,可快速确定桨叶和涵道初始外形。首先根据动量理论计算通过桨盘的流量,再由轴流通风机相似理论确定桨盘直径与轮毂比,然后运用叶素理论设计桨叶的几何形状。风洞实验结果表明:该设计方法实用、有效,从而可以加快涵道螺旋桨设计过程。
刘成[4]2012年在《ZF-1型高速直升机初步方案设计研究》文中指出直升机以其突出的悬停、低空低速性能和良好的机动性能，在军民使用上都发挥了巨大作用。但是常规直升机由于旋翼局部激波、气流分离及桨盘前倾叁方面因素的限制[1]，前飞速度始终无法与固定翼飞机相比。纵观国外研究发展过的高速旋翼飞行器构型，以倾转旋翼飞行器、ABC旋翼飞行器和复合式高速直升机最为典型，其中复合式高速直升机在飞行性能、经济性以及安全性上优点突出。本文通过分析对比高速直升机的特点，参考欧直公司X3验证机设计构型，以国内现有直升机为平台，通过加装机翼和两侧推进螺旋桨以及改进尾翼结构等手段，形成了一款基于“两侧推进概念”的复合式高速直升机初步设计方案。针对上述方案本文进行了飞行动力学特性研究，包括操纵策略设计、平衡计算分析、操稳特性分析以及升阻特性分析。重点解决了悬停至高速前飞过程中：两侧推进装置实现旋翼气动反扭矩平衡并提供前飞拉力的有效操纵问题；旋翼/机翼升力转换和匹配问题；飞行操纵性和稳定性问题；分析了采用该构型对常规直升机进行设计改装后飞行速度的提升效果。本文还研究了上述方案在旋翼由发动机动力驱转变为自转状态，以及对机体进行减阻设计后的飞行动力学特性，进一步验证了这种复合式设计构型对于实现直升机高速飞行的可行性。
屠秋野, 唐狄毅[5]2002年在《涵道螺旋桨桨叶涡强度分布计算》文中进行了进一步梳理本文依据开式螺旋桨理论 ,涵道后缘的库塔条件以及微元涡丝的诱导方程 ,建立了涵道螺旋桨叶片涡强度分布的计算模型并进行了数值计算。结果显示 ,涵道螺旋桨桨叶涡强度在桨尖处达到最大
王强[6]2008年在《涵道风扇无人机气动性能数值模拟》文中研究指明涵道风扇无人机可垂直起降,机动性强,能够空中悬停,利于军事侦察,应用前景非常广阔。涵道风扇无人机系统以较小的前倾角前飞时,?它处于前方来流和螺旋桨吸流的复合流场当中,流态较为复杂,关于其空气动力学特性的分析方法目前还没有成熟的理论分析方法。本文利用CFD方法对涵道风扇无人机的气动特性进行了比较系统的研究。首先介绍了本文所采用的数学物理模型,包括流动的基本控制方程、SIMPLE算法和湍流模型;其次,选择翼型进行了气动特性的数值模拟,给出了计算结果与已有实验数据的对比情况,验证了所用计算模型的正确性;第叁,研究了气体流经涵道的流场结构,分析了来流攻角的变化对涵道气动力的影响,然后分别对孤立螺旋桨和涵道螺旋桨的气动性能和流场结构进行数值计算与分析;最后,建立了涵道风扇无人机整机的气动性能模拟方法,并对比研究了两种不同布局方式下涵道风扇无人机的气动性能,通过对各种飞行状态的模拟得到了涵道风扇无人机内部流场的详细结构和气动力数据。通过本文的研究可以得到如下重要结论:设计合理的涵道可以抑制桨尖涡流的产生,此时应将螺旋桨置于涵道内壁面凸起的顶端,桨尖尽可能的靠近涵道内壁面,将螺旋桨上方的涵道内壁面形状设计为流线型,同时尽量开阔;螺旋桨的抽吸作用使得来流弯转进入涵道,在唇口处绕流形成低压区而产生涵道升力,同时来流水平分量的迭加作用使得涵道前半部分唇口绕流强于后半部分,形成涵道俯仰力矩;将控制舵面安装于导流叶片的下方可以充分利用经导流叶片整流后相对均匀的气流,增强涵道风扇无人机的控制性能。本文的研究结果可为涵道风扇无人机的设计与研制提供支持。
屠秋野, 王晓峰, 沈鸿萃, 袁昌华, 叶休乃[7]2004年在《地效翼船用涵道螺旋桨的设计试验》文中研究表明以涵道螺旋桨取代开式螺旋桨,既满足了小型地效翼船起飞状态的推力需求,也在一定程度上弥补了开式螺旋桨叶尖打水的缺陷。本文建立了涵道螺旋桨桨叶的涡强度分布模型,以涵道螺旋桨的涡强度分布函数代替描述开式螺旋桨涡强度分布的Prandtl动量损失函数,将最小能量损失的设计方法推广到涵道螺旋桨的设计,从而建立了一套完整的涵道螺旋桨的工程设计方法。设计模型的风洞实验结果同理论计算基本吻合,证明了设计方法的可行性。
屈超[8]2010年在《碟形无人机动态特性分析及结构优化设计》文中研究表明近年来,无人机在军事、民用和科研叁大领域得到了广泛应用,并起着越来越重要的作用:在军事上,可用于侦察、目标捕获、电子对抗、火力制导、战果评估、目标模拟等;在民用上,可用于大地测量、气象观测、城市环境检测、地球资源勘探和森林防火等;在科研上,可用于大气研究、气象观测、新技术新设备的试验验证等。如今,无人机已成为很多个国家和地区倍受关注的重要技术研究方向。本文以碟形无人机为研究对象,通过对其涵道螺旋桨的空气动力特性及无人机主要承力结构分析,确定无人机结构存在的问题,并对其结构进行优化设计。首先采用计算流体动力学方法,建立涵道螺旋桨的数值计算模型,通过Fluent软件建立涵道螺旋桨的MRF的多重参考系动态旋转模型,对涵道螺旋桨的空气动力特性进行分析,并确定其空气动力载荷。通过对碟形无人机的受力分析,并根据涵道螺旋桨的空气动力载荷以及碟形无人机在不同飞行状态的载荷系数,计算支撑臂结构的作用力;对支撑臂结构进行有限元强度计算,分析其结构在强度方面存在的问题;对无人机支撑臂结构进行模态分析,为分析和优化结构动态性能做准备。根据碟形无人机结构的要求,以结构支撑臂结构密度为设计参数,分别以结构强度和结构固有频率为约束,以体积最小为目标函数,对支撑臂进行拓扑优化,确定具有较好承载能力、可以避开共振激励频率的支撑臂结构形式;在此基础之上以单臂结构外形尺寸及结构截面尺寸为设计参数,结构应力条件为约束,结构体积最小为目标函数进行尺寸及形状优化,最后确定支撑臂优化设计参数。根据优化结果以及支撑臂实际装配状态,设计了新的布局合理、效率高的结构,通过验证和对比达到了结构减重、减振并提高承载能力的目标。
邹汝红, 邓旭辉, 张俊彦, 郑佳[9]2013年在《涵道螺旋桨的结构参数对其气动特性的影响》文中提出给定涵道螺旋桨的结构参数,建立叁维模型,利用有限元方法研究涵道螺旋桨的结构参数对其气动性能的影响。在螺旋桨工作转速一定的条件下,建立具有不同桨尖间隙,扩散段角度,涵道唇口几何形状的仿真模型,分析单个参数对涵道螺旋桨升力特征的影响。分析表明:减小螺旋桨的桨尖间隙,设定适当的涵道扩张角度和优化涵
陈哲吾[10]2009年在《涵道式垂直起降两栖飞行器原理设计与研究》文中研究指明既可以在地面上像汽车一样行驶又可以在空中飞行的地空两用飞行器是一种新型飞行器。平时它可作为汽车在路上行驶,以最大限度地节省能源；而在关键时候又可以在空中自由’飞行,尽显其快捷方便的优势。涵道式垂直起降两栖飞行器作为两栖飞行器的一种,涵道式结构及飞行性能上独特的优势,使得涵道式垂直起降两栖飞行器在军用和民用等方面具有广泛的应用前景。它既涉及到总体结构设计及其复杂的机构学、运动学及空气动力学问题,也涉及到涵道螺旋桨和格栅翼设计与飞行稳定性及控制性问题,除此之外,还涉及到地面行驶系统设计等,牵涉到的知识非常广泛,是十分复杂的多学科问题。本文设计研究了一种涵道式的垂直起降两栖飞行器,在地面上行驶时,其涵道口的格栅翼闭合起来就是一辆车,由四轮轮毂电机驱动；当需要在空中飞行时,则由两个涵道螺旋桨提供升力,由两个推进涵道道螺旋桨提供前进动力,通过调节上下格栅翼的偏角实现空中车体运动的平衡。基于飞行器的飞行力学原理和飞行稳定性原理,并按照运动学、气动力、动力学相结合的动态分析方法,研究了涵道式飞行器样机的理论升力、推进涵道螺旋桨能产生的推进力。应用数值模拟仿真对飞行器进行了空气动力学分析,获得了涵道螺旋桨的升力特性、格栅翼的性能影响以及整个飞行器的操控特性,并确定了飞行参数、结构参数和动力参数。籍此,本文论证了该飞行器的可行性,为进一步研究提供了理论和实验依据。通过对原理验证模型的空中飞行特性与地面行驶性能实验,实验结果与理论分析、数值仿真结果基本一致。
参考文献：
[1]. 涵道螺旋桨优化设计[D]. 王晓锋. 西北工业大学. 2002
[2]. 一种涵道螺旋桨优化设计新方法研究[J]. 王晓锋, 屠秋野, 唐狄毅, 范静. 航空发动机. 2004
[3]. 一种涵道螺旋桨的简便设计方法[J]. 高永卫, 黄灿金, 魏闯. 航空工程进展. 2013
[4]. ZF-1型高速直升机初步方案设计研究[D]. 刘成. 南京航空航天大学. 2012
[5]. 涵道螺旋桨桨叶涡强度分布计算[J]. 屠秋野, 唐狄毅. 航空动力学报. 2002
[6]. 涵道风扇无人机气动性能数值模拟[D]. 王强. 国防科学技术大学. 2008
[7]. 地效翼船用涵道螺旋桨的设计试验[J]. 屠秋野, 王晓峰, 沈鸿萃, 袁昌华, 叶休乃. 航空动力学报. 2004
[8]. 碟形无人机动态特性分析及结构优化设计[D]. 屈超. 哈尔滨工业大学. 2010
[9]. 涵道螺旋桨的结构参数对其气动特性的影响[C]. 邹汝红, 邓旭辉, 张俊彦, 郑佳. 中国力学大会——2013论文摘要集. 2013
[10]. 涵道式垂直起降两栖飞行器原理设计与研究[D]. 陈哲吾. 湖南大学. 2009
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