直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法

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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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直升机旋翼复合材料结构损伤容限设计中的问题 被引量：7

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作者 黄文俊 程小全 赵军 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期67-72,6,共6页

对直升机旋翼复合材料结构的特点、旋翼结构损伤容限设计特点和要求进行了介绍;根据国内旋翼结构设计的工作经验,总结了旋翼复合材料结构损伤容限设计的主要研究内容;给出了旋翼损伤确定方法、损伤与旋翼动态特性之间的耦合分析、各类... 对直升机旋翼复合材料结构的特点、旋翼结构损伤容限设计特点和要求进行了介绍;根据国内旋翼结构设计的工作经验,总结了旋翼复合材料结构损伤容限设计的主要研究内容;给出了旋翼损伤确定方法、损伤与旋翼动态特性之间的耦合分析、各类损伤量临界值的确定方法等关键技术。结果表明:深入开展直升机旋翼复合材料结构损伤容限分析与设计技术的研究,对提高直升机旋翼的使用寿命、直升机的飞行品质和飞行安全具有极其重要的意义。 展开更多

关键词 直升机旋翼 复合材料 桨叶 桨毂 损伤容限设计

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下一代直升机技术发展方向研究 被引量：3

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作者 吕春雷 黄利 《航空制造技术》 2016年第8期51-54,共4页

技术的发展以需求为牵引和导向,本文从直升机划代出发,概括得出下一代直升机的典型特征、能力需求及其技术发展的3大方向,即高速、绿色和智能化。

关键词 直升机技术 高速 绿色 智能化

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基于复合材料的直升机发动机进气道构型的应用与研究 被引量：2

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作者 曲建东 冯晖 +1 位作者 李进 朱敏峰 《航空制造技术》 2009年第S1期56-59,63,共5页

以某民用直升机发动机复合材料进气道构型设计为例,阐述和分析了基于复合材料的直升机发动机进气道构型的设计特点、进气道防砂网抗鸟撞构型研究以及旁通量设计等技术要求。

关键词 复合材料 直升机发动机 进气道构型

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徐朝梁 中国著名直升机总设计师

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作者 徐朝梁 晓立 《航空制造技术》 2011年第1期48-49,共2页

在此次珠海航展上,大型民用直升机AC313的精彩表演吸引了观众热切的目光,作为总设计师,您眼中的AC313是怎样的定位?徐朝梁:AC313是借鉴原有型号平台的成功设计经验、采用成熟的先进技术、按照国际最新的适航标准、采用与国际接轨的适航... 在此次珠海航展上,大型民用直升机AC313的精彩表演吸引了观众热切的目光,作为总设计师,您眼中的AC313是怎样的定位?徐朝梁:AC313是借鉴原有型号平台的成功设计经验、采用成熟的先进技术、按照国际最新的适航标准、采用与国际接轨的适航审定程序自主研发的全新民用直升机,是目前国内最大吨位的直升机。 展开更多

关键词 直升机产业 舒适性 服用性能(织物) 总设计师 AC 中华人民共和国

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直升机-吊挂耦合系统平衡特性和稳定性分析 被引量：13

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作者 曹龙 曹义华 李春华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1219-1224,共6页

基于单质点吊挂假设,建立了直升机-吊挂耦合系统的非线性动力学模型.在该假设下,吊挂将引入额外的自由度和约束,使运动方程增加4阶,且为隐式的微分代数方程组.通过将惯性力中的广义加速度项与广义速度的二次项分离,可将运动方程转化为... 基于单质点吊挂假设,建立了直升机-吊挂耦合系统的非线性动力学模型.在该假设下,吊挂将引入额外的自由度和约束,使运动方程增加4阶,且为隐式的微分代数方程组.通过将惯性力中的广义加速度项与广义速度的二次项分离,可将运动方程转化为显式的微分方程组.针对无吊挂的直升机本体和直升机-吊挂耦合系统这两种模型,采用直接数值方法,计算了它们以不同速度做零侧滑定直平飞的配平状态,并结合飞行试验数据进行对比.进一步对两种模型进行了小扰动线化处理,分析其运动模态并进行对比.结果表明,单质点吊挂会给系统引入两个新的运动模态,使得吊挂两个自由度上的运动与直升机高度响应产生耦合,同时改变直升机本体各个模态的特性,会使部分模态响应品质变坏. 展开更多

关键词 直升机 吊挂载荷 耦合 配平 稳定性 模态

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突破直升机速度极限 被引量：4

7

作者 吕春雷 朱璟 黄利 《航空制造技术》 北大核心 2014年第19期34-37,共4页

随着对气动技术认识与研究的深入,气动设计手段的丰富与提升,人们越来越认识到突破直升机的速度极限不再遥不可及。本文在着重分析了限制直升机速度的因素,并在此基础上,对目前已有的突破直升机速度极限的两大技术途径进行了总结。在过... 随着对气动技术认识与研究的深入,气动设计手段的丰富与提升,人们越来越认识到突破直升机的速度极限不再遥不可及。本文在着重分析了限制直升机速度的因素,并在此基础上,对目前已有的突破直升机速度极限的两大技术途径进行了总结。在过去的十几年里,直升机的发展已经证明其技术是成熟的。越来越多的军、民领域用户对直升机的垂直起降能力及其卓越的低速能力大加赞赏。 展开更多

关键词 速度极限 直升机 垂直起降能力 气动技术 设计手段

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直升机变转速传动技术的发展需求和现状 被引量：4

8

作者 李昊 陈晖 《航空制造技术》 2016年第8期46-50,共5页

简要分析了直升机的发展,特别是高速旋翼机对于变转速传动系统技术的需求,介绍了技术发展历程及在型号上应用的情况;阐述了当前研究的几种变转速传动系统技术方案的构型和原理,包括NASA的LCTR2传动系统方案,以及西科斯基公司和贝尔公司... 简要分析了直升机的发展,特别是高速旋翼机对于变转速传动系统技术的需求,介绍了技术发展历程及在型号上应用的情况;阐述了当前研究的几种变转速传动系统技术方案的构型和原理,包括NASA的LCTR2传动系统方案,以及西科斯基公司和贝尔公司的几个方案;最后,文章对变转速传动系统技术的发展前景做出了展望。 展开更多

关键词 变转速传动系统 直升机传动系统 LCTR2

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基于混合网格的直升机旋翼/机身非定常干扰流场数值模拟方法 被引量：3

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作者 樊枫 林永峰 +1 位作者 黄水林 徐国华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期180-188,共9页

基于混合网格建立了一个适合于直升机旋翼/机身非定常干扰流场的数值模拟方法。其中,采用混合网格系统生成旋翼/机身干扰流场网格以降低网格生成难度;将二阶MUSCL格式和Roe格式相结合进行空间离散以提高流场的计算精度;同时引入隐式LU-... 基于混合网格建立了一个适合于直升机旋翼/机身非定常干扰流场的数值模拟方法。其中,采用混合网格系统生成旋翼/机身干扰流场网格以降低网格生成难度;将二阶MUSCL格式和Roe格式相结合进行空间离散以提高流场的计算精度;同时引入隐式LU-SGS时间格式和OpenMP并行模式以提高干扰流场的计算效率。应用建立的计算方法,对Georgia和Robin旋翼/机身模型进行了数值模拟和分析,与试验结果良好的相关性表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 直升机 混合网格 旋翼 机身 干扰流场

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高速直升机发展现状、趋势与对策 被引量：67

10

作者 吴希明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期173-179,共7页

根据高速直升机的技术特征和构型特点,将高速直升机分为复合式、倾转式及停转式3种类型。在梳理3类高速直升机技术发展历程的基础上,分析了国外高速直升机的型号与技术发展规律。根据当前中国的直升机技术水平,提出了实现中国高速直升... 根据高速直升机的技术特征和构型特点,将高速直升机分为复合式、倾转式及停转式3种类型。在梳理3类高速直升机技术发展历程的基础上,分析了国外高速直升机的型号与技术发展规律。根据当前中国的直升机技术水平,提出了实现中国高速直升机跨越式发展的建议和措施。 展开更多

关键词 高速直升机 当前现状 发展趋势 对策

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基于神经网络的直升机自动倾斜器轴承故障诊断方法 被引量：12

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作者 金小强 李新民 +1 位作者 陈焕 张先辉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期230-237,共8页

为了进一步提高直升机的安全性,利用BP神经网络和RBF神经网络对直升机自动倾斜器轴承进行故障诊断。完成了直升机自动倾斜器轴承故障植入试验,获取了自动倾斜器轴承的故障振动数据,并进行了振动数据的特征信号提取。采用振动数据特征信... 为了进一步提高直升机的安全性,利用BP神经网络和RBF神经网络对直升机自动倾斜器轴承进行故障诊断。完成了直升机自动倾斜器轴承故障植入试验,获取了自动倾斜器轴承的故障振动数据,并进行了振动数据的特征信号提取。采用振动数据特征信号的多参数融合作为神经网络的输入,对自动倾斜器轴承故障进行诊断,获得了较高的故障诊断率。采用基于神经网络的故障诊断方法,自动倾斜器轴承各类故障的最高故障诊断率均大于89%。 展开更多

关键词 故障诊断 轴承 自动倾斜器 神经网络

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斜置尾桨对直升机飞行特性的影响 被引量：3

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作者 彭勇 陈平剑 孙强 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期446-452,共7页

基于叶素理论建立了斜置尾桨的数学模型,以UH-60A直升机为对象,计算了平飞配平特性,并与试飞结果进行对比,完成了对模型的验证。验证结果表明,所建的斜置尾桨模型合理准确,能满足工程精度。本文从直升机悬停需用功率研究了尾桨斜置角的... 基于叶素理论建立了斜置尾桨的数学模型,以UH-60A直升机为对象,计算了平飞配平特性,并与试飞结果进行对比,完成了对模型的验证。验证结果表明,所建的斜置尾桨模型合理准确,能满足工程精度。本文从直升机悬停需用功率研究了尾桨斜置角的设计,计算了不同尾桨斜置角对直升机悬停需用功率的影响,得出UH-60A直升机的尾桨斜置角优化值为20~25°。通过计算和对比斜置尾桨与常规尾桨直升机的平飞配平特性,得出尾桨斜置主要影响直升机的纵向配平特性。最后,对斜置尾桨的利与弊进行了一些讨论。 展开更多

关键词 斜置尾桨 数学模型 斜置角设计 UH-60A直升机

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直升机典型城区环境流场计算与试验 被引量：3

13

作者 孙伟 孙朋朋 林永峰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期218-223,共6页

首先,针对典型城区模型,在黏性非结构直角网格上求解了三维Navier-Stokes(N-S)方程,并通过数值模拟计算了典型城区环境流场。其次,采用粒子图像测速(Particle image velocimetry,PIV)技术开展了城区流场测量试验研究。最后,通过对比试... 首先,针对典型城区模型,在黏性非结构直角网格上求解了三维Navier-Stokes(N-S)方程,并通过数值模拟计算了典型城区环境流场。其次,采用粒子图像测速(Particle image velocimetry,PIV)技术开展了城区流场测量试验研究。最后,通过对比试验与计算结果分析了典型城区流场特性。 展开更多

关键词 城区流场 直角网格 N-S方程 粒子图像测速

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国外主要直升机公司运营分析 被引量：2

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作者 于琦 《航空制造技术》 北大核心 2013年第4期56-61,共6页

目前，在世界经济状况逐步好转的大背景下，世界主要直升机公司根据自身的特点采取了不同的发展策略。各大公司均实现了经营业绩的快速增长。

关键词 直升机 运营 国外 经济状况 经营业绩 世界

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电动直升机的性能特点分析 被引量：3

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作者 曹京军 何权荣 《航空制造技术》 北大核心 2014年第22期164-166,共3页

电动直升机的关键技术已接近成熟,相较热机直升机有更好的垂直性能和水平性能,在噪音和振动、可靠性、使用成本上具有优势。

关键词 比能量 比功率 可用功率

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吴希明 直升机技术专家

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作者 吴希明 三丰 《航空制造技术》 北大核心 2012年第9期32-33,共2页

近年来,国产直升机在国内外重大任务中发挥了显著作用.您在直升机重点型号的研制中,带领团队攻克了总体气动等一系列直升机关键技术,未来直升机的发展还需突破哪些技术难点? 吴希明:近几年,国产直升机的发展受到了党和国家以及军队领导... 近年来,国产直升机在国内外重大任务中发挥了显著作用.您在直升机重点型号的研制中,带领团队攻克了总体气动等一系列直升机关键技术,未来直升机的发展还需突破哪些技术难点? 吴希明:近几年,国产直升机的发展受到了党和国家以及军队领导人的高度重视.在军事和民用领域国产直升机展示了不可替代的独特作用. 展开更多

关键词 直升机技术 吴希明 旋翼 升浆

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直升机地面联合试验振动监测系统的开发及应用

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作者 白莉 龙贵华 +4 位作者 金坤健 秦强 马峰涛 颜思淼 刘昕 《航空制造技术》 北大核心 2014年第11期88-92,共5页

针对直升机地面联合试验的振动监测需求,开发了一种基于PXIe测试总线设备、Explab数采软件、UDP网络传输模式和LabVIEW虚拟仪器的振动监测系统。本文描述了直升机地面联合试验振动监测系统的设计、开发和实现,并通过前期调试和正式试验... 针对直升机地面联合试验的振动监测需求,开发了一种基于PXIe测试总线设备、Explab数采软件、UDP网络传输模式和LabVIEW虚拟仪器的振动监测系统。本文描述了直升机地面联合试验振动监测系统的设计、开发和实现,并通过前期调试和正式试验验证了系统的可行性和有效性。 展开更多

关键词 振动监测 PXIe总线 UDP LABVIEW

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复合摆动工况下关节轴承的接触性能分析 被引量：2

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作者 周勇勇 牛荣军 +1 位作者 袁春明 邓四二 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期158-163,共6页

关节轴承属于协调接触问题,其接触性能是进行轴承设计和性能评估的重要参数。关节轴承在实际工作过程中,会发生多自由的摆转,造成部分接触区域产生应力集中,导致轴承寿命下降,因此轴承的摆动对接触性能的影响分析具有重要意义。在复合... 关节轴承属于协调接触问题,其接触性能是进行轴承设计和性能评估的重要参数。关节轴承在实际工作过程中,会发生多自由的摆转,造成部分接触区域产生应力集中,导致轴承寿命下降,因此轴承的摆动对接触性能的影响分析具有重要意义。在复合摆动情况下,轴承的接触性能会更加复杂,目前还未见相关文献报道。鉴于此,考虑关节轴承实际发生偏斜和扭转实际工作工况,采用有限元仿真方法开展复合摆动下轴承的接触性能分析,得到轴承的接触性能变化规律,为实际轴承的设计和应用提供参考依据。结果表明:复合摆动工况下,摆角大小对关节轴承接触应力大小及分布产生明显影响,摆角使得接触压力呈非对称分布,且接触应力分布随着摆角的增大愈发接近边缘,易发生边缘集中效应。 展开更多

关键词 关节轴承 复合摆动 有限元法 接触性能

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椭圆翼型动态失速流场模态分解与重构

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作者 曾揚洋 曾聪 +2 位作者 赵国庆 李春华 招启军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第7期28-41,I0001,共15页

为深入研究椭圆翼型动态失速特性、捕捉流场非定常结构,首先基于非定常雷诺平均纳维-斯托克斯方程,并通过SST k-ω、γ-Re_(θt)进行湍流和转捩建模,建立了一套适用于椭圆翼型流场模拟的数值方法。随后,对相对厚度为16%的椭圆翼型深度... 为深入研究椭圆翼型动态失速特性、捕捉流场非定常结构,首先基于非定常雷诺平均纳维-斯托克斯方程,并通过SST k-ω、γ-Re_(θt)进行湍流和转捩建模,建立了一套适用于椭圆翼型流场模拟的数值方法。随后,对相对厚度为16%的椭圆翼型深度动态失速的工况进行了数值模拟,并在时域上对流场非定常特征、气动力系数变化规律进行了深入分析。通过动态模态分解技术对速度和压力进行了特征提取,并以模态能量占比为理论基础,建立了共轭模态的截取方法,开展了流场重构与误差评估。结果表明,椭圆翼型在抬头侧前缘处产生的分离泡是其动态失速涡形成的重要征兆,各阶模态能有效描述动态失速的动力学特征,且与时域上的主要流动特征存在一致性。在各阶模态之中,一阶模态为静态模态,体现出翼型深度失速的流动特征,而流场的非定常结构则来源于共轭模态的贡献。除去一阶模态,采用75%~95%能量占比的共轭模态重构流场能一定程度地反映气动力系数在时域上的变化规律,但无法准确描述精细的非定常细节;采用99%能量占比的共轭模态重构流场,虽然在翼型发生严重流动分离的时刻存在着较大的误差且在捕捉近壁分离泡的流动细节上精度有限,但在重构气动力系数上具有较高的精度和较为有效的模型降维能力,在工程上具有应用价值。 展开更多

关键词 椭圆翼型 动态失速 动态模态分解 流场重构 数据驱动

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可压缩粘性流动笛卡尔网格虚拟单元方法研究 被引量：7

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作者 沈志伟 赵宁 胡偶 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期748-754,共7页

以二维高雷诺数可压缩粘性流动问题为背景,提出了一种全新的笛卡尔网格虚拟单元方法。基于壁面函数基本假设,构造了壁面函数-虚拟单元方法(WF-GCM),用于定义湍流壁面边界条件。引入参考点的概念计算虚拟单元上的基本变量与湍流变量值,... 以二维高雷诺数可压缩粘性流动问题为背景,提出了一种全新的笛卡尔网格虚拟单元方法。基于壁面函数基本假设,构造了壁面函数-虚拟单元方法(WF-GCM),用于定义湍流壁面边界条件。引入参考点的概念计算虚拟单元上的基本变量与湍流变量值,定义了"非贴体"笛卡尔网格下的湍流壁面边界条件,并通过壁面函数模型修正近壁面单元与界面单元。基于自适应笛卡尔网格体系,采用发展的具有二阶精度的格心格式有限体积求解器,数值模拟了跨音速RAE2822翼型绕流问题与超音速圆柱绕流问题,计算结果与实验值吻合良好,显示了WF-GCM对高雷诺数可压缩粘性问题是有效的。 展开更多

关键词 虚拟单元方法 壁面函数 自适应笛卡尔网格 湍流

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