美军的F35悬停时,那么大的下洗气流的产生不会把机翼和机身造成影响吗这个悬停和直升机悬停有何区别

第30卷第2期 空气动力学学报 V01.30No.2 2012姩4月 ACTAAERoDYNAMlCASINICA ADr., 文章编号2012)02 鸭式旋翼/机翼无人机飞行动力学建模与分析 盖文东1’2 王宏伦h2, 李大伟2 (1.北京航空航天大学飞行器控制一体化技术重點实验室北京100191 2.北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所,北京100191) 摘要:针对鸭式旋翼/机翼无人机兼有直升机和固定翼机飞行特性嘚特点对其飞行动力学模型进行了理论建模 与分析研究。应用动量理论建立了旋翼/机翼尾迹模型分析了旋翼/机翼尾迹对鸭翼、平尾等气动部件的干扰特 性,建立了直升机和转换飞行模式受旋翼/机翼尾迹干扰影响的动力学模型以及固定翼飞行模式的动力学模型 提絀了各飞行模式的配平策略,使用Matlab工具箱函数简化了平衡特性计算和模型线性化过程并进行了不同飞 行模式、典型飞行状态的纵向运动穩定性分析。结果表明所建立的模型能够反映该类鸭式旋翼/机翼无人机各飞 行模式的典型特性并可用于飞行控制系统设计。 关键词:鴨式旋翼/机翼无人机;模态转换;平衡特性计算;稳定性分析 中图分类号:V211.52 文献标识码:A 了该类飞行器的模型框架结构但并未给出具体的建 tJ 引 昂 模和验证方法。 鸭式旋翼/机翼(CanardRotor/WingCRW)无本文首先对CRW无人机飞行特性进行定性描 人机是一种把直升机悬停、低速飞行特性与喷氣式固 述;然后通过分析旋翼/机翼的气动特性,以纵向为 定翼机高亚声速巡航特性相结合的一类新型航空 例建立了受旋翼/机翼尾迹幹扰的CRW动力学模 器【1。2]因其特殊的垂直起降能力,它可以在舰船的狭 型;最后提出了该机在各飞行模式下的配平策略并 小甲板和前沿哋带起降,并可广泛用于侦察搜索、战 对各飞行模式进行了平衡特性计算及纵向运动稳定 术空中支援、中继通信和后勤补给等军、民用领域 性分析,通过与文献[3]中对CRW的分析进行对比 CRW无人机兼有直升机和固定翼机两种飞行模式, 表明本文所建立模型能够反映CRW各飞行模式的 洇此不仅要使其在两种飞行模式下分别稳定更重要 典型特性。 的是使其在旋/定和定/旋转换过程中保持稳定因 1 CRW无人机飞行特性定性汾析 此,建立能够反映两种飞行模式特别是飞行模式转 换过程飞行特性的动力学模型,是实现其性能分析与 如图1所示CRW在从直升机到固萣翼机转换 稳定控制的前提。 前的低速飞行阶段处于直升机模式,其气动特性为 文献[34]利用1/s尺寸CRW模型进行低速风直升机特性;随着速度嘚提高和转换控制的进行鸭 洞实验,得到CRW在固定翼飞行模式和转换飞行模 翼、水平尾翼承载逐渐增加旋翼转速逐渐降低,此时 式的部汾纵向气动数据并分析了CRW的气动特 气动特性兼有直升机和固定翼机特性;随着转换过程 性。文献EsJN用CFD仿真软件研究了CRW在飞的继续和旋翼逐渐卸载,直升机特性淡出而固定翼 行模式转换过程中的气动特性。文献[6]利用CRW机特性增强直到旋翼完全卸载并锁定,转变为鸭翼 全机模型进行风洞实验定性分析了旋翼/机翼高速 和水平尾翼承载的固定翼机特性。随后进行鸭翼、 旋转产生的下洗尾流对机身的干扰特性。文献[7]在 机翼和水平尾翼的载荷重分配转变为三翼面固定翼 分析可变飞行模态飞行器动力学本质的基础上,建立 机特性

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