NASA大型民用倾转旋翼机进展研究
倾转旋翼机螺旋颤振稳定性研究
倾转旋翼机螺旋颤振稳定性研究邓旭东;胡和平【摘要】为揭示旋翼设计对倾转旋翼机气动弹性稳定性的影响机制,探索通过改进桨尖形状提升机翼颤振稳定性的方法,采用Hamilton能量原理推导了旋翼/短舱/机翼耦合动力学方程,建立了适用于气动弹性稳定性分析的配平与特征值求解方法.以XV-15倾转旋翼机为例,计算了风车状态下机翼的模态特性,结果表明当前进比超过0.9,机翼的一阶弦向和法向模态先后进入不稳定区域;经与参考文献数据对比,验证了理论模型的有效性.研究了旋翼桨尖后掠角、下反角以及尖削比对倾转旋翼机螺旋颤振稳定性的影响,结果表明后掠与下反设计有利于增强机翼模态阻尼.最后通过对比不同设计组合,总结了提升倾转旋翼机螺旋颤振稳定性的旋翼桨尖设计方法.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2018(036)006【总页数】6页(P1041-1046)【关键词】倾转旋翼;螺旋颤振;稳定性;模态阻尼;桨尖设计【作者】邓旭东;胡和平【作者单位】中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室,江西景德镇333001;中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室,江西景德镇333001【正文语种】中文【中图分类】V275.1;V212.12+10 引言螺旋颤振是倾转旋翼机固定翼模式下的重要气动弹性稳定性问题,其本质是一种自激振动。
大速度前飞时,旋翼轴向来流速度大,桨叶的挥舞、摆振运动会在桨盘平面内产生较大的交变载荷,并通过倾转机构传向机翼,从而引发机翼受迫振动。
随着速度增加,当机翼自身的气动与结构阻尼无法耗散振动能量时,发生失稳现象。
颤振失稳可导致机体结构迅速破坏,严重影响飞行安全。
美国Bell公司从20世纪50年代开始实施倾转旋翼工程样机的研制,相关高校与科研机构围绕倾转旋翼机气动弹性稳定性问题开展了一系列研究工作。
Wayne Johnson在大量工程假设的前提下,提出了倾转旋翼/机翼耦合系统的九自由度模型[1],该模型得到了持续改进,后被广泛应用于倾转旋翼机螺旋颤振稳定性研究。
倾转旋翼机行业报告
倾转旋翼机行业报告引言。
倾转旋翼机是一种具有垂直起降和水平飞行能力的飞行器,它结合了直升机和固定翼飞机的优点,具有灵活性和高速飞行能力。
近年来,倾转旋翼机在军事和民用领域都取得了重大进展,成为航空领域的研究热点。
本报告将对倾转旋翼机行业的发展现状、市场前景和技术趋势进行分析,为相关行业提供参考。
一、倾转旋翼机行业发展现状。
1.1 技术成熟度。
倾转旋翼机作为一种新型飞行器,其技术成熟度相对较低。
目前,全球范围内只有少数公司和研究机构在倾转旋翼机领域取得了重大突破,如波音、贝尔直升机公司、欧洲直升机公司等。
这些公司在倾转旋翼机的设计、制造和测试方面积累了丰富的经验,推动了该领域的发展。
1.2 应用领域。
倾转旋翼机具有广泛的应用前景,主要包括军事、民用和特种领域。
在军事领域,倾转旋翼机可以用于侦察、运输、战术打击等任务;在民用领域,倾转旋翼机可以用于城市交通、医疗救援、物流运输等领域;在特种领域,倾转旋翼机可以用于海上救援、边境巡逻、野外探险等任务。
1.3 市场规模。
目前,倾转旋翼机市场规模相对较小,但随着技术的不断进步和成本的不断降低,倾转旋翼机市场规模有望逐渐扩大。
根据市场研究机构的数据显示,全球倾转旋翼机市场规模预计将在未来5年内保持10%以上的年均增长率。
二、倾转旋翼机行业市场前景。
2.1 军事市场。
在军事领域,倾转旋翼机具有独特的优势,可以满足快速部署、迅速响应的需求。
随着全球军事现代化的加速推进,倾转旋翼机在军事市场上有望获得更多的订单和应用机会。
2.2 民用市场。
在民用领域,倾转旋翼机可以解决城市交通拥堵、医疗救援难题,为城市发展和人民生活带来便利。
随着城市化进程的加快和人们对出行效率的需求增加,倾转旋翼机在民用市场上有望获得更多的应用机会。
2.3 技术创新。
随着航空材料、动力系统、飞行控制等技术的不断创新,倾转旋翼机的性能将不断提升,包括飞行速度、续航能力、安全性等方面。
这将为倾转旋翼机在各个市场领域的应用提供更多可能性。
倾转旋翼飞行器飞行可视化仿真
This study established a tilt-rotor aircraft’s nonlinear flight dynamics model(FDM), designed basic flight control system and constructed a visual simulation platform to verify the flight models and its control system. The visual flight simulation platform was constructed based on an open-source flight simulator FlightGear and a modeling software Simulink. FlightGear is used as visual environment to display the states of aircraft and flight process graphically. Simulink is used to modeling FDM of tilt-rotor aircraft, and RTW toolbox is used to generate external executable real-time program which is used as the external FDM of FlightGear. FlightGear accepts the UDP data from the real-time executable program and unpacks the UDP packages to accomplish 3D visualization.
倾转旋翼 行研报告
倾转旋翼行研报告介绍如下:一、行业概况倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机的特点融为一体的飞行器,通过倾转旋翼结构实现垂直起降和前飞。
随着航空技术的不断发展,倾转旋翼机在军用和民用领域的应用越来越广泛,市场需求不断增长。
二、市场前景1.军用领域:倾转旋翼机在军用领域具有广泛的用途,包括侦察、运输、攻击等。
随着全球安全形势的不断变化,各国对倾转旋翼机的需求不断增加,市场前景广阔。
2.民用领域:倾转旋翼机在民用领域的应用包括搜救、消防、医疗急救等。
随着社会对快速响应和服务质量的要求不断提高,倾转旋翼机在民用领域的应用也将得到更广泛的发展。
三、技术发展趋势1.先进材料:随着材料科学的发展,倾转旋翼机将采用更轻、更强、更耐腐蚀的材料,以提高飞行性能和降低维护成本。
2.先进推进系统:未来的倾转旋翼机将采用更高效、更可靠的推进系统,以提高飞行效率和降低油耗。
3.智能化控制:随着人工智能技术的发展,未来的倾转旋翼机将实现智能化控制,提高飞行安全性和操作便捷性。
四、竞争格局目前,全球倾转旋翼机市场主要由美国和欧洲的企业主导。
其中,美国的企业在技术和市场上处于领先地位,欧洲的企业也在不断加大投入,积极发展自己的倾转旋翼机技术。
五、投资风险与机会1.投资风险:由于倾转旋翼机的技术复杂性和高风险性,投资者需要承担一定的技术风险和市场风险。
此外,政策法规的变化也可能对行业的发展产生影响。
2.投资机会:随着倾转旋翼机市场的不断扩大和技术的不断进步,投资者可以在相关领域寻找投资机会。
例如,可以关注相关企业的技术创新和产品研发,以及行业政策的调整和市场需求的增长。
六、结论与建议1.结论:倾转旋翼机作为一种独特的飞行器,在军用和民用领域具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和市场需求的增长,行业的发展前景看好。
2.建议:投资者可以关注倾转旋翼机领域的投资机会,但需要注意技术风险和市场风险。
同时,建议企业加大技术创新和产品研发的投入,提高核心竞争力,以适应市场的变化和需求的发展。
NASA大型民用倾转旋翼机进展研究
NAS A大型民用倾转旋翼机进展研究刘春明 罗继业(上海飞机制造有限公司情报档案馆,上海200436)R esearch o f NA SA L arge C iv il T ilt Ro to r D eve lopm entL iu Chunm i n g Luo Jiye(Inte lligence&A rchives,Shanghai A ircraftM anufact uri ng CO.,L t d,Shanghai200436)摘要:倾转旋翼机是一种结合固定翼飞机和旋翼飞机双重优势的新型飞机,它具有速度快、油耗低、垂直起降等特点。
在波音和贝尔公司联合研制的军用倾转旋翼机取得成功后,NASA试图在相关技术的基础上研制出一种90座、航程约为1200n m ile、速度约为600km/h的新型先进民用倾转旋翼支线飞机,进而取代现役固定翼支线飞机。
通过系统地搜集和科学地分析,明晰了NASA大型民用倾转旋翼机项目的内容、进展、风险和影响并对ARJ21支线项目提出早期预警。
关键词:民用倾转旋翼机;第二代大型民用倾转旋翼机;支线飞机;预警分析A bst ract T iltro t or is a ne w t ype of a i rcraft wh i ch co mb i nes bo t h advan t ages of fi x ed w i ng craft a nd rot o rcraf,t w it h c haracteristic of fast speed,lo w oil co n s u mpti o n,plu mb taki ng off a nd la nd i n g.After t he success of m ilitary L CTR developed by Boei n g a ndB ell Co mpa ny,NASA atte mpt t o develop a n e w a dva nced regi onal ci vil tiltro t or,w it h90 sea,t a bout1200s ea m ile voya ge,a nd600k m/h s peed,to repla ce acti ve du t y fi xe d w i ng regi onal ai rcraf.t Th ro ugh syste m i c co llecti o n a nd sci en ti fi c a n alyses,the arti cle analyzed the co n ten,t developmen,t ri sk a nd i nfecti o n o f NASA LCTR,a nd bri ng for w ard w arn i ng f or ARJ21.K eywords C i v il T i ltrotor;Large C i vil TiltRotor G e n2;Regi ona l Aircraf;t Pre w ar n i ng0 引言倾转旋翼机的概念实际上在上世纪50年代就被提出。
NASA计划采样金星大气新型飞行器 将研究其大气层“超级旋转”等现象
NASA计划采样金星大气新型飞行器将研究其大气层“超级
旋转”等现象
佚名
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2018(25)8
【摘要】据美国太空网报道,美国国家航空航天局(NASA)计划探索金星的大气,并已于近日授权美国"黑色雨燕技术"(BST)公司开发用于观测金星大气的飞行器。
据悉,这种无人机系统能从大气环境中获取能量来驱动飞机。
在金星的高风速环境或无太阳能补给的情况下,飞行器仍能有效地进行大气采样。
BST公司正在设计的这种基于"动力翱翔"的行星飞行器.
【总页数】1页(P1-1)
【关键词】大气采样;飞行器;大气层;NASA计划;美国国家航空航天局;金星;旋转;大气环境
【正文语种】中文
【中图分类】V275.3
【相关文献】
1.金星大气层发现巨大弓形结构 [J], 《科技日报》
2.大气层内高超声速飞行器级间旋转分离方法 [J], 姚重阳;孟令涛
3.大气层结构与再入飞行器黑障现象简介 [J], 杜得生;杜树成
4.把金星变成另一个地球——改造金星大气层的设想 [J], 王奉安
5.金星上有生命?科学家在其大气层中发现微量磷化氢 [J], 遥城(编)
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大型民用飞机尾旋运动的系统辨识研究
大型民用飞机尾旋运动的系统辨识研究颜巍;黄灵恩;黎先平【摘要】为了研究某常规布局大型民用飞机的尾旋特性,首次利用一个满足动力相似的缩比模型在Φ5m尾旋风洞中进行研究试验,利用机载传感器所采集的模型运动参数来研判飞机模型的尾旋特性.目前,对于此类飞机模型尾旋运动中所承受的气动力矩研究还十分缺乏,以飞机模型尾旋试验结果为基础,采用飞机六自由度运动学方程来还原模型在尾旋运动中所承受的气动力矩系数,同时利用常规风洞测力试验结果来检验所还原的气动力矩系数的可靠性.进一步采用多元高次方程对模型尾旋运动进行了系统辨识研究,建立了能辨识飞机在尾旋运动条件下的气动力矩系数的数学模型,成功的辨识了重要的气动力系数的导数(Cmα,Cmδe,Cmq,Cnβ,Cnδr,Cnr,Clβ,Clδr,Clp),与相关参考值比较显示其结果具有较高的可信度.【期刊名称】《民用飞机设计与研究》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】7页(P58-64)【关键词】尾旋风洞;尾旋试验;系统辨识;气动力参数辨识【作者】颜巍;黄灵恩;黎先平【作者单位】上海飞机设计研究院,上海201210;上海飞机设计研究院,上海201210;上海飞机设计研究院,上海201210【正文语种】中文【中图分类】V328为了研究某常规布局大型民用飞机的尾旋特性,首次利用一个满足动力相似的缩比模型在Ф5m尾旋风洞中进行研究试验,利用机载传感器所采集的模型运动参数来研判飞机模型的尾旋特性。
目前,对于此类飞机模型尾旋运动中所承受的气动力矩研究还十分缺乏,以飞机模型尾旋试验结果为基础,采用飞机六自由度运动学方程来还原模型在尾旋运动中所承受的气动力矩系数,同时利用常规风洞测力试验结果来检验所还原的气动力矩系数的可靠性。
进一步采用多元高次方程对模型尾旋运动进行了系统辨识研究,建立了能辨识飞机在尾旋运动条件下的气动力矩系数的数学模型,成功的辨识了重要的气动力系数的导数(Cmα, Cmδe, Cmq, Cnβ, Cnδr, Cnr, Clβ, Clδr, Clp),与相关参考值比较显示其结果具有较高的可信度。
倾转旋翼机的设计原理及其发展应用
倾转旋翼机的设计原理及其发展应用摘要:随着现代科学及军事力量的发展,人们对飞行器机动性及续航能力的需求日益增长。
倾转旋翼机的出现,弥补了已有直升机的续航能力及固定翼飞机机动性的不足。
倾转旋翼机作为特种机型,融合了直升机和固定翼飞行器的性能特点,能满足对特种作战、中长距离运输、物流等方面的需求,具有重要研究意义。
关键词:倾转旋翼机;设计原理;发展应用倾转旋翼机是兼有直升机和固定翼飞机优点的飞行器,具有直升机垂直起降的特点,同时又有固定翼飞机飞行速度快的特点;倾转旋翼是直升机旋翼和固定翼飞机螺旋桨的综合和折衷,旋翼直径、桨叶的翼型及负扭转的确定和选择既要满足直升机模式的要求,又要满足飞机模式的要求。
由于倾转旋翼机可以实现直升机和固定翼飞机之间的模式转换,所以其扩大了直升机与固定翼飞机的速度包线。
与有人倾转旋翼机相比,无人倾转旋翼机的发展起步较晚,但是,随着现代电子技术和控制理论的迅速发展,无人倾转旋翼机也得到了巨大的进步。
同时,由于无人倾转旋翼机具有无人员伤亡风险等优势,使其在军民领域都具有广阔的应用前景。
因此,对于无人倾转旋翼机的研究具有十分重要的意义。
一、倾转旋翼机发展现状倾转旋翼机概念的最早提出大约是在二十世纪三十年代左右,但直至1947年,由Transcendental公司研指的Model1-G倾转旋翼机才实现首飞,这也是世界上第一架成功完成飞行试验的倾转旋翼机,但是由于后期飞行中的坠机事故,该项目最终被中止。
倾转旋翼原理样机XV-3首次完成了垂直起降的试飞工作,该原理试验机在机翼两端分别安装有一套可以倾转的旋翼短舱系统,并通过倾转机构驱动旋翼短舱系统的转动。
1958年XV-3倾转旋翼机在试飞时成功实现了直升机模式与固定翼模式的转换。
该试验的成功,不仅表明倾转旋翼机概念的可行性,也为未来的研究和发展提供了坚实的技术基础,是倾转旋翼机发展历程中的重要里程碑。
倾转旋翼机是一种兼具直升机和固定翼飞机性能的混合机型。
无人倾转旋翼机飞行力学建模与姿态控制技术研究
无人倾转旋翼机飞行力学建模与姿态控制技术研究一、本文概述随着无人驾驶技术的快速发展,无人倾转旋翼机作为一种新型的飞行器,在军事侦察、民用救援、环境监测等领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在深入研究无人倾转旋翼机的飞行动力学建模与姿态控制技术,以提高其飞行性能、安全性和任务执行效率。
本文将首先介绍无人倾转旋翼机的结构特点和工作原理,分析其飞行动力学特性。
在此基础上,建立无人倾转旋翼机的飞行动力学模型,该模型将包括飞行器的运动方程、动力学方程以及约束条件等。
通过该模型,可以全面描述无人倾转旋翼机的飞行状态,为后续的姿态控制技术研究提供基础。
随后,本文将重点研究无人倾转旋翼机的姿态控制技术。
分析无人倾转旋翼机在飞行过程中面临的姿态控制问题,如飞行稳定性、抗风干扰等。
设计相应的姿态控制算法,如PID控制、模糊控制、神经网络控制等,以提高无人倾转旋翼机的姿态控制精度和稳定性。
同时,还将探讨如何结合无人倾转旋翼机的飞行动力学模型,对姿态控制算法进行优化和改进,以进一步提升其飞行性能。
本文将通过仿真实验和实地飞行测试,对所建立的飞行动力学模型和设计的姿态控制算法进行验证和评估。
通过对比分析实验结果,评估无人倾转旋翼机的飞行性能和姿态控制效果,为进一步优化设计和实际应用提供有力支持。
本文旨在通过深入研究无人倾转旋翼机的飞行动力学建模与姿态控制技术,为其在实际应用中的性能提升和安全保障提供理论支持和技术指导。
二、无人倾转旋翼机概述无人倾转旋翼机是一种独特的垂直起降(VTOL)飞行器,结合了固定翼飞机和直升机的优点,能够在垂直起降和高速飞行之间实现无缝切换。
这种飞行器通过改变旋翼的倾转角度,实现从垂直起降到水平飞行的过渡,反之亦然。
这种灵活性使得无人倾转旋翼机在军事侦察、民用救援、环境监测、农业喷洒等众多领域具有广阔的应用前景。
无人倾转旋翼机的设计和控制比传统固定翼飞机或直升机更为复杂。
它需要在保证垂直起降的稳定性和安全性的同时,还要确保在高速飞行时的性能。
倾转类飞行器发展历程浅析
2023-11-11CATALOGUE目录•倾转类飞行器概述•倾转类飞行器的发展历程•倾转类飞行器的关键技术•倾转类飞行器的未来发展趋势•倾转类飞行器发展面临的挑战与解决方案•倾转类飞行器案例分析01倾转类飞行器概述倾转类飞行器定义:倾转类飞行器是一种具有可倾转(旋转)发动机或旋翼系统的飞行器,能在垂直起降和前飞状态下实现飞行。
特点垂直起降能力:由于具有可倾转的发动机或旋翼系统,倾转类飞行器能够在狭小的空间内实现垂直起降。
前飞能力:在发动机工作状态下,倾转类飞行器能够以前飞状态实现快速移动。
结构复杂:相对于固定翼飞行器和传统直升机,倾转类飞行器具有更复杂的结构设计和控制机制。
定义与特点1倾转类飞行器的应用场景23倾转类飞行器因其垂直起降能力,能够在狭小的城市空间内实现快速、高效的空中交通。
城市空中交通在灾害发生后,倾转类飞行器能够快速到达灾区,进行人员疏散、物资运输和紧急救援。
灾害救援倾转类飞行器具有较高的机动性和隐蔽性,可应用于军事侦察、情报收集和特种作战等领域。
军事应用技术挑战研发热度倾转类飞行器的发展现状02倾转类飞行器的发展历程总结词这一阶段是倾转类飞行器概念的初步探索期,人们开始尝试设计并制造具有倾转涵道风扇特征的飞行器。
要点一要点二详细描述受到航空工业快速发展的启发,一些工程师和科学家开始尝试设计具有倾转涵道风扇特征的飞行器,以实现更高效、更灵活的飞行。
这一阶段的代表性作品包括由俄罗斯工程师Gleb Nikoelson设计的N-9和由美国工程师Charles F. Kettering设计的Kettering Bug。
这些早期尝试为倾转类飞行器的发展奠定了基础。
第一阶段(19世纪-20世纪初)第二阶段(20世纪初-20世纪中叶)总结词这一阶段是倾转类飞行器技术的积累和突破期,出现了许多具有代表性的设计和实验。
详细描述随着航空工业的发展和技术的进步,倾转类飞行器的设计得到了进一步的完善和创新。
倾转旋翼机
倾转旋翼机技术虽然已历经50年的艰难探索过程,但是真正作为型号列入军用航空产品发展计划的,美国V22还是头一个。与有着数十年应用历史、在实践中技术不断发展完善,并已经历几代更迭的直升机和固定翼飞机 相比,V-22还属于一种全新概念的飞行器。它在步入实用阶段之初,很多东西都有待验证,加上没有前人的经验 可循,在飞行中遇到问题,多次发生重大飞行事故并不奇怪。毕竟它是在走一条前人没有走过的路,很多新设计 概念和技术的应用,还需要在应用和试验中不断完善和改进。
其实,无论是哪一种设计构型都存在着一种旋翼升力系统和固定翼推力(或拉力)系统的优化关系。
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与传统直升机的结构相比,“倾转旋翼”采取了以倾转式浆盘的横列式双旋翼的结构,使得直升机的旋翼系 统可以转90°,既能够让直升机垂直向上,又有使它具有类似飞机螺旋桨的前飞能力。当这种试验机试飞成功时, 立刻成为了全世界的焦点。而苏联却不以为然,他们认为这种倾转双旋翼系统结构布局的直升机,没有新的技术 优势,而且会有很大的飞行风险。所以,在苏联时期及后来的俄罗斯直升机界,很长时间对倾转式横列双旋翼直 升机结构,基本上没有太大的兴趣。
军事应用
早在1972年,贝尔公司就接到了美国陆军和美国国家航天航空局关于共同发展XV-15倾转旋翼机的合同。 1981年,美国在XV-15的基础上研制成功了实用型倾转旋翼机,1985年1月它被正式命名为V-22“鱼鹰”。作为 一种倾转旋翼机,V-22“鱼鹰”的机身、机翼和普通固定翼飞机基本相似,但是其位于机翼两端的螺旋桨发动机 却可以上下转动。当螺旋桨发动机从水平状态转到垂直状态时,V-22“鱼鹰”就可以像直升机一样实现垂直起降 和悬停,当螺旋桨发动机处于水平状态时,就能给飞机一个向前的推力,使它能像固定翼飞机一般飞行。在螺旋 桨发动机处于这两种状态之间时,既产生了升力,又产生了推力,能使飞机以低速飞行。
直升机传动系统的现状与发展研究
直升机传动系统的现状与发展研究作者:佘亦曦康丽霞唐朋来源:《航空科学技术》2021年第01期摘要:本文介绍了常规构型直升机传动系统的发展现状和复合推力高速直升机传动系统、倾转旋翼构型传动系统、可变转速传动系统、电传动技术等几种极具代表性的新构型直升机传动系统或技术的发展历程、性能参数和技术特点。
提出了后续直升机传动系统高功率密度、高可靠性、高安全性、高效率、低噪声和低成本的发展方向,从而得出多种新构型传动系统和传动技术得以应用的趋势。
关键词:直升机;传动系统;技术特点;现状;发展中图分类号:V233.1文献标识码:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2021.01.013直升机传动系统与发动机、旋翼一起并称为直升机三大关键动部件,典型的单旋翼带尾桨直升机传动系统由三器两轴(即主减速器、中间减速器、尾减速器、动力传动轴组件及尾传动轴组件)组成。
从20世纪30年代开始,西方各国均开始对直升机传动系统展开研究,以期提升直升机飞行速度、高度及续航时间。
经过多年的研究,常规构型直升机传动系统技术指标已趋于稳定,各类新型传动系统及传动技术成为研究重点并迅速发展。
本文将就目前直升机传动系统及传动技术现状与发展进行讨论。
1直升机传动系统技术特点直升机传动系统是发动机向旋翼及直升机附件提供转速和扭矩的唯一途径,其性能直接影响直升机的安全性、可靠性和先进性。
与其他装备上的传动系统相比,直升机传动系统具有输入转速高、减速比大、功率密度(传递功率与重量比)高、传动效率高等特点,研制技术难度相对较大,具体表现在以下几个方面。
(1)传递功率大,承受载荷复杂,又要求重量(质量)轻直升机传动系统传递功率大,同时需传递和承受直升机旋翼系统的气动载荷、操纵载荷及过载载荷等,交变载荷幅度大,对重量要求苛刻,在強度与重量之间存在取舍。
(2)转子件多,输入转速高,动力学特性复杂随着发动机技术的发展,发动机的输出转速发展到目前20000r/min以上。
飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析
文章编号:1004-2539(2021)06-0096-08DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2021.06.015飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析毛天雨1余泳2刘怀举1朱才朝1刘根伸1(1重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)(2贵州群建精密机械有限公司,贵州遵义563000)摘要飞行汽车作为面向未来城市空中交通的新型交通工具,具有智能、高效和便捷的特点。
齿轮传动作为飞行汽车动力传输的关键部件,其安全性与可靠性已成为制约飞行汽车发展的难题。
但目前针对飞行汽车齿轮传动系统的可靠性分析方法缺失,现有齿轮传动设计方法未能考虑强度退化与失效相关性对系统可靠性的影响,存在潜在失效风险。
因此,基于应力-强度干涉理论,建立了考虑强度退化与失效相关性的某飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析模型;根据飞行任务剖面图建立载荷谱,并获得了齿轮接触与弯曲应力,通过Goodman准则将齿轮脉动循环应力历程等效为对称循环应力,以匹配基于S-N曲线的疲劳损伤计算;基于非线性疲劳累积损伤理论,建立了齿轮强度退化模型,并通过Copula函数描述了传动系统中的失效耦合相关性;结合应力-强度干涉理论,阐述了飞行汽车齿轮传动系统可靠性演化规律,为飞行汽车齿轮传动系统动态设计与可靠性优化奠定了基础。
关键词强度退化失效相关性Copula函数应力-强度干涉理论Dynamic Reliability Analysis of Flying Car Gear Transmission SystemMao Tianyu1Yu Yong2Liu Huaiju1Zhu Caichao1Liu Genshen1(1State Key Laboratory of Mechanical Transmissions,Chongqing University,Chongqing400044,China)(2Guizhou Qunjian Precision Machinery Co.,Ltd.,Zunyi563000,China)Abstract As a new type of transportation for future urban air transportation,flying cars are intelligent,ef⁃ficient and convenient.As a key component of the power transmission of a flying car,the safety and reliability of gear transmission has become a difficult problem restricting the development of flying cars.However,the current reliability analysis method for the gear transmission system of flying cars is lacking.The existing design method fails to consider the influence of the strength degradation and failure correlation on the reliability of the transmis⁃sion system which has a potential failure risk.Therefore,a dynamic reliability analysis model of a flying car gear transmission system considering the correlation between strength degradation and failure is established based on the theory of stress-strength interference.According to the flight mission profile,the load spectrum is estab⁃lished and the gear contact and bending stress are obtained.The complex stress history is equivalent to symmet⁃ric cyclic stress by Goodman criterion,which matched the fatigue damage calculation based on S-N curve.A gear strength degradation model is established based on the theory of non-linear fatigue cumulative damage,and the Copula function is used to describe the failure coupling correlation in the transmission bined with the stress-strength interference theory,the reliability evolution law of the flying car gear transmission sys⁃tem is expounded,which lays a foundation for the dynamic design and reliability optimization of the gear trans⁃mission system of flying car.Key words Strength degradation Failure correlation Copula function Stress-strength interference theory0引言传统飞行汽车是指既具能地面行驶又具备空中飞行功能的陆空两栖交通工具[1]。
旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术
旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术各位小伙伴,你们有没有想过,要是咱们的飞机能像鸟儿一样在空中自由翱翔,那该多好呀!今天,我就来给你们揭秘那些让人心动不已的旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术。
咱们得说说那个让飞机“起舞”的旋翼倾转机构。
这个家伙可是个大明星,它能让飞机在飞行的时候改变姿态,就像变魔术一样。
想象一下,当你坐在飞机里,突然一阵风刮过来,飞机就像被施了魔法一样,摇摇晃晃地飞起来。
这可不是闹着玩的,这可是倾转旋翼机的绝活儿!再说说倾转旋翼机制造技术,这可是个高科技活儿。
你知道吗?这些飞机可不像咱们平时看到的那么简单,它们可是经过精密计算和无数次试验才诞生出来的宝贝。
想想看,要制造出一架能在空中翻跟头的旋翼倾转机,那可是需要多少工程师的智慧和汗水啊!不过别担心,现在咱们的科技越来越发达,制造这些庞然大物也越来越容易了。
你看,现在的无人机、直升机,不都是倾转旋翼机吗?它们能在天空中自由翱翔,还能执行各种任务呢!真是太酷了!但是,我们也不能小瞧了这些倾转旋翼机。
它们虽然厉害,但也有自己的弱点。
比如,如果倾转角度太大了,可能会影响飞机的稳定性;如果倾转速度太快,可能会对乘客造成不适。
所以,我们在使用这些飞机的时候,可得悠着点儿,不能太任性哦!总的来说,旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术是一门非常有趣的学问。
它不仅让我们的交通工具变得更加多样化和有趣,还推动了航空制造业的发展。
我相信,随着科技的不断进步,未来的飞机一定会更加精彩,让我们的生活更加美好!好了,今天的分享就到这里啦。
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倾转类飞行器发展历程浅析
0引言为了探寻一种既具备直升机垂直起降,又具备固定翼飞机高速飞行能力的飞行器,在20世纪50年代,国外主要研究探索了复合式旋翼、共轴式旋翼、倾转类等高速直升机。
1980年美军“鹰爪行动”的兵力投放与战场营救行动中,直接暴露了直升机平台速度低、航程短,根本不适合执行深入陆地纵深的兵力投放任务,该教训直接催化美国国防部提出JVX 计划(多用途垂直起降飞机研制计划),加速了倾转类飞行器的发展研究。
倾转类飞行器主要包括倾转旋翼飞行器、倾转涵道飞行器以及倾转机翼飞行器共三大类。
倾转类飞行器是一种性能独特的飞行器,通过机身两侧可在水平位置与垂直位置之间转动的倾转系统组件,实现倾转旋翼、涵道或是机翼动力的水平和垂直输出方向[1]。
当在起降时,可在空中悬停、前后飞行和侧飞;在起飞达到一定速度后,旋翼轴可向前倾转90°,呈水平状态,并且能像固定翼飞机那样以较高的速度作远程飞行。
倾转类飞行器融合了直升机与固定翼飞机的优点,即可垂直起降、空中悬停,又可高速巡航飞行,具有较高的军事实用价值。
1发展历程倾转类飞行器的发展主要有三条主线。
倾转旋翼类飞行器经历了漫长曲折的发展过程,在过去半个多世纪,共研发了XV-3、XC-124A 、“伏托尔”76等40多种不同的型号,但多数以失败而告终[2]。
只有美国贝尔直升机公司成功研制出了XV-3,XV-15,并在XV-15的基础上成功研制出军用型MV-22“鱼鹰”、V-280及民用型AW-609倾转旋翼机(见图1)。
经过漫长的探索研究之后,倾转旋翼机终于真正投入了实际应用。
倾转旋翼飞机的研制成功,不仅证明了倾转旋翼飞机概念的可行性,而且也显示了这一新型飞行倾转类飞行器发展历程浅析王豪1,杨昌发2,江维2(1.海装驻长沙地区军事代表室,湖南株洲,412000;2.航空工业洪都,江西南昌,330024)要:倾转类飞行器是一种通过倾转旋翼、涵道或是机翼等来改变动力水平和垂直方向输出的各具特色的倾转类飞行器,总结了倾转类飞行器的发展历程、技术特征及优劣势,为未来战场环境下既能垂直起降又能远程高速飞行的飞行器设计提供参考。
BA609民用倾转旋翼机
BA609民用倾转旋翼机
绍鸣
【期刊名称】《直升机技术》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】BA609是美国贝尔公司和意大利阿古斯塔公司20世纪90年代末合作研制的第一种轻型通用民用倾转旋翼机,可用于救生、医疗救护、商务运输等。
【总页数】4页(P49-52)
【作者】绍鸣
【作者单位】中国直升机设计研究所,景德镇,333001
【正文语种】中文
【中图分类】V275
【相关文献】
1.NASA大型民用倾转旋翼机进展研究 [J], 刘春明;罗继业
2.贝尔波音小组将研制民用倾转旋翼机 [J], 蔡
3.倾转旋翼机连续倾转过渡状态数值模拟 [J], 吴伟伟;马存旺;张练;孙凯军
4.BA609倾转旋翼机首飞成功 [J], 梅
5.德国航宇中心研制民用客运倾转旋翼机 [J], 雨笑
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倾转旋翼机短舱倾转机构动力学仿真分析
倾转旋翼机短舱倾转机构动力学仿真分析王惟栋;庞华华;王斌团【摘要】研究倾转旋翼机短舱倾转机构在短舱从固定翼模式运动到直升机模式过程中的动力学特性具有重要的意义.在短舱倾转机构传力分析及运动学分析的基础上,应用LMS Motion建立了短舱倾转机构多体动力学仿真模型,定义短舱倾转机构的各构件及其属性,创建各构件之间的运动副,定义运动机构驱动,创建外力和力矩以模拟真实的工况,得到并分析短舱和丝杠的主要运动参数曲线以及机构主交点的受力变化情况.结果表明:丝杠与短舱连接点处作用力随短舱的仰角增大先减小再增大,短舱与机翼支点处作用力随着短舱的仰角增大而逐渐增大.研究结果可为倾转旋翼机短舱倾转机构的参数确定提供参考.【期刊名称】《航空工程进展》【年(卷),期】2016(007)002【总页数】6页(P235-240)【关键词】倾转旋翼;倾转机构;多体动力学;短舱;丝杠;仿真【作者】王惟栋;庞华华;王斌团【作者单位】中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院,西安 710089;中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院,西安 710089;中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院,西安 710089【正文语种】中文【中图分类】V235倾转旋翼机是一种将直升机技术与固定翼飞机技术融为一体的新型飞行器,既具备常规直升机垂直起降和空中悬停能力,又具备螺旋桨固定翼飞机高速巡航飞行的能力,可在两种模式间自由转换。
倾转旋翼机具有对场地要求低、飞行模式多、巡航速度快、航程远、机动性好等一系列优点[1]。
针对倾转旋翼机设计技术,国外已开展了多年的理论和试验研究[2-5]。
在试验研究方面,开展了大量的缩比模型风洞试验,并且进行了全尺寸试验和飞行试验,构建了详实的试验数据库[6-7];在理论研究方面,通过改进直升机气动设计方法,并发展计算流体力学(CFD)等先进设计分析方法,用于计算和分析倾转旋翼机的气动性能和气动干扰等问题[8-9]。
旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术
旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术大家好,今天咱们聊聊那个老生常谈的问题,那就是“旋翼倾转机构及其倾转旋翼机制造技术”。
这个话题听起来挺高大上的,但咱们得接地气点儿,从基础理论讲起。
先说说旋翼倾转机构吧。
这个玩意儿就像是个大风扇,只不过它的叶子不是直的,而是能左右摇摆,就像人摇头晃脑一样。
这玩意儿的好处可多了,比如能减少噪音,提高飞行稳定性,还能让飞机更灵活。
想想看,要是咱们的飞机能像风车一样随风转动,那得多酷啊!说到倾转旋翼机,这可是个高科技玩意儿。
它结合了直升机和固定翼飞机的优点,既能垂直起降,又能平稳飞行。
想象一下,要是咱们能造出这样的飞机,那出行可就方便多了。
而且,这种飞机在军事和民用领域都有广泛应用,比如救援、测绘、运输等。
那么,如何制造这样的旋翼倾转机构呢?首先得选好材料,比如钛合金、碳纤维这些轻质高强度的材料。
然后是设计,得确保结构紧凑、重量轻,还得考虑气动性能。
接下来是加工,得用高精度机床把零件加工出来。
最后是装配,得保证各个部件配合得天衣无缝。
在这个过程中,咱们还会遇到各种挑战。
比如,如何控制旋翼的倾转角度?怎么让飞机在空中保持稳定?这些问题都需要咱们去钻研、去解决。
举个例子,咱们可以研究一种叫做“电传操纵系统”的技术。
通过这套系统,飞行员可以用脚蹬来控制飞机的升降和偏航,而旋翼的倾转角度则由电动马达来调节。
这样,飞行员就能像操作普通飞机一样轻松地操控倾转旋翼机了。
再比如,咱们可以研究一种叫做“自适应控制算法”的技术。
通过这套算法,飞机能够根据外部环境和自身状态自动调整飞行状态,从而提高飞行安全性和效率。
总的来说,旋翼倾转机构及其倾转旋翼机的制造技术是一门综合性很强的学科。
它涉及到材料科学、机械工程、电子工程等多个领域。
要想在这个领域取得突破,咱们需要不断地学习、探索和创新。
只有这样,咱们才能造出更加高效、安全、环保的旋翼倾转机构和倾转旋翼机。
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wa ig frA J 1 r n o K 2 n
【e o s Cv io r a e i iR t e 2R g r ara ;e a i Ky r 】 il k t ; r v Tl o r n ;eim ir P wmn wd iT r o L g C i t o G l o / c ̄ r g
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摘要 : 倾转旋翼机是一种结合固定翼飞机和旋翼飞机双重优势的新型飞机 , 它具有速度快、 油耗低 、 垂直起降等特点。在波音和贝尔公 司联合研制的军 用倾转旋翼机取得成功后,A A试图在相关技术的基础上研制出一种 9 NS o座、 航程约为 1 0nml、 0 i 速度约为60n/ 2 e 0 kvh的新型先进民用倾转旋翼支线飞 机, 进而取代现役固定翼支线飞机。通过系统地搜集和科学地分析 , 明晰了N S A A大型民用倾转旋翼机项 目的内容、 进展、 风险和影响并对 A J1 R 2 支线 项目提出早期预警。 关键词: 民用倾转旋翼机; 第二代大型民用倾转旋翼机 ; 支线飞机 ; 预警分析
下一 代重型旋翼 机结构 的飞机 , 该项 目又分为军用 和
民用两个部分 。军用部分 的主要 目的是在美 国现有的 军用旋翼 机的基础上 进一步开发 出航程更远 、 载运量 更大 、 性能更为可靠 的下一代大型军用 运输 机 , 该计划
表2 CR L T 2主要性能参数
设计 参数 有效 载荷 (0 , , 9w )l b 数 值 1 0 980
T r u h s s m i o lc o n sin ic a aye , t e at l n l ̄ d t e c ne t d v l p e tr k a d ifci n o A A CTR , d b i g f r r h o g yt c c l t n a d ce t n ls e ei i f s h ri e a a c y o tn , e eo m n , s h i n n e t f N S o L n a rn o wad
能 以最 高速度 巡航 , 至少 1 0nm l, kIA 0 i 2 S 0 e8 能 以最 高速 度下 降 l n盘旋 离地 + i m 降落 5 S +DC kIA 2 ̄ 保 留 ( ec e : 高速 度 3nml+0 i 8 S R su )最 0 i 3 mn2k IA e 操作 要求 单 发失 效 :a gr t5 S +0 C t oyA a k IA 2' e C
图2 正准备降落的 B 69 A 0
民用飞机设计与研究 21 00年第 4期
2 N S 的大型 民用倾转旋 翼机计划 AA
NS A A开展大型民用倾转 旋翼机技术研 究 的最初
表 1 L T 2总体设计 目标 CR
任务摘要 起飞+r n 2 i 盘旋离地,k IA 2 ̄ a 5 S +0C 能以最高速度爬升( 巡航期间有效距离 )
普遍认 为倾 转 旋翼 机 将 是 未来 2 的 主要 航 空 飞 o年
行器。
翼两种飞机优点的新型航空器所具有的巨大潜力和商
业价 值 , 多 国家和科研 机构都积 极参加 了该 型飞机 许
的研制。但是 由于耗资 巨大 , 加上技 术上 的一 系列 难 题长久难 以攻克 , 最终 只有美 国等 少数 国家 和独立科 研机构将研究工作延续下来 。相关研究成果 主要用于 军用 , 如美 国军用倾 转旋 翼 机 “ 鹰 V2 ” 见 图 1 。 鱼 - ( 2 ) 在 民用方 面 , 由于气动效 率 、 舒适性 、 安全性 等方 面 的
海 平 面标准 条件 )b h/ p l/ rh
0
.
33 7
起降飞机项 目的主要研究方 向。
转动半径 , f t
转 子分 离 , l f 螺旋 桨叶 数
P e o e, e rcn d g
3. 25
7 7 4
6. 0
翼 尖速 度 , 盘旋 ,/e f sc t 翼尖 速 度 , 巡航 ,/e f sc e p fac f w i o b e bt av t e o e i Asa 】 i o ri anw t eo r a h h c i s o da a s f xd wn c ad r o m t i h a es f a pe , o lc l o s r y irt c m n h n g f i g n o r fwt c r ti c o fts d l tc , h a cr i t s e w
ol c n u t n, lm b tkn f n a dn . tr t e S C ES o i tr CTR e eo e y B en d Be o p y, i o s mp i p u a i g o a d l ig Af h U C S fm la y L o n e i d vlp d b o ig a l C m a n l n NAS at m t t e eo A t p O d v l p a e
Ss m net a o ” 如 图 3所示。该项 目旨在研 究 yt s Ivsgt n , e i i
全天候运行 :A I N ,Fe gt C T IC S I reNi I h 8k o 速度下 4 。 0 nt s 5倾转 , S +0C,O 5 IA 2" 9 %最大持续动力 k
民用 飞 机 设计 与研 究
Ci i Aic atDe i n a d Re e r h v l r r f sg n s a c
综 述 A大民倾旋机展究 ;s机刘情业进研 (型限报 N。制春罗 上 造明档 A 有 案 用转翼 海 公继 飞 司馆
,
上海 2 0 3 ) 0 4 6
巡航速度(o 9 %最大持续动力)ko ,nt s
长度 , l f
翼 展 , f t
3o 0
189 0 .
17 c. r0
机翼 装载 量 ,b f l/t 。
机翼 摆 动
174 C . r
- .dg 50 e
发动 机动 力 ,p h
4 75o × ( )
燃油消耗率( 最大额定动力,
; Rs r fN S a e il i R t ee p et e a ho A A Lr .v 1 o r vl m n ec g C iT t o D o
; Lu C u m n i h n ig L oJ e u i y
; I lee A he S n a ia .nau g O, ¨ a h 6 (tin & rish g i r f a fti . ’ n a  ̄3 n l c cv ,a h c t ucr C S g i eg Ar M n h 2 )
直接催生 了著名的 M T H R项 目。民用部分的主要 目的 是研 发出一种未来垂直/ 短距起降飞机 , 以解决机场 用
阻塞问题 。民用部 分最初有 三种方 案 , 分别是 大型 民 用倾转旋翼机( ag il i o r以下简称 L T 、 L r Cv l R t , e iT t o C R) 大型民用前后 混合 转 子倾 转旋 翼 机 ( ag il a— LreCv n iT dm C m on , 简称 L T ) e o pu d 以下 C C 和大型先进翼 片理念 倾转旋翼机 (ag dacn l eC net以下简称 LreA vni Ba ocp, g d L B )经过角逐 , T AC , I R最终 以最佳巡 航效率 、 _  ̄ 最轻重 量和最低成本等优势胜 出, 成为 N A未来垂 直/ S A 短距
升机, 可悬停 、 侧飞、 后飞、 垂直起降, 可免去起降跑道; 当旋翼倾转 系统组件处 于水平位置 时 , 转旋翼机 就 倾
相当于 固定 翼 飞 机 , 作 高 速 远 程 飞 行 , 大 飞 行 能 增
包线 。
倾转旋翼机是一种新 构 型原理 的飞行器 , 是介 于 直升机 , 固定翼飞机之 间的一种新概念航空器 , 以及 它
3 L T 2方案 的主要 内容 CR
第二代 大型 民用倾转旋翼机 (ag il i o r L r Cv lR t e iT t o
机身 重量 , ( l 净重 ) b 发动 机和 动力 转动 系统 , 1 b
G n2以下 简称 LT 2 旨在取代 中短航 程 的支线 飞 e , CR ) 机, 设计航程为 1 0nml 0 i 0 e或更远 , 客数最 少 为 9 载 0 名, 最低飞行 速度 为 55m h具 有垂 直起 降/ 5k / , 短距 离 起 降能力 , 消耗率与现行飞机持平或更低。 燃油 LT 2 C R 在第一代 的基 础上 , 经过 大量 的改 进和完
巡航燃油}耗率,b h h 肖 l/ r p / 机载燃料 ,b 1
转子 可靠性 (odt) sli iy 转 子锥 度 ( pro cod t/ot hr) i
不足 , 倾转旋翼 机未能得到有效推广 , 为成 功的研究 较
成果是美 国贝尔公 司与波音公 司联合研制 的小型倾转
旋翼机 B O9 见图 2 。 A 3( )
图 1 正 在巡航 飞行 的鱼鹰 V2 - 2
1 倾 转旋 翼机 工作原理
倾转旋翼机的工作原 理是 : 当旋 翼倾 转系统组 件 处于垂直位 置时 , 转旋翼 机类似于双旋 翼横列式 直 倾
动力来源 于充分利用 下一代 空域 系统 的需求 。N S AA 兰利研究 中心亚声速旋翼机项 目首席研 究员苏珊 ・ 高
腾表示 , 的充分利用 不仅与空 中交通管制有关 , 空域 也
与空运效率和飞行器平台有关 。
真正推动 N S 民用倾转旋翼机项 目付诸实践 的 AA