北京航空航天大学学报 ›› 2017, Vol. 43 ›› Issue (10): 2047-2053.doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0812

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共轴刚性旋翼直升机旋翼控制相位角问题分析

袁野1, 陈仁良1, 李攀1, 鲁可2   

  1. 1. 南京航空航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室, 南京 210016;
    2. 中国直升机设计研究所 直升机旋翼动力学重点实验室, 景德镇 333001
  • 收稿日期:2016-10-19 修回日期:2016-11-25 出版日期:2017-10-20 发布日期:2016-12-15
  • 通讯作者: 陈仁良 E-mail:crlae@nuaa.edu.cn
  • 作者简介:袁野,男,博士研究生。主要研究方向:直升机飞行动力学;陈仁良,男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:直升机飞行动力学、直升机空气动力学。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51405227);航空科学基金(20145752034);江苏高校优势学科建设工程资助项目

Rotor control phase angle analysis for coaxial rigid rotor helicopter

YUAN Ye1, CHEN Renliang1, LI Pan1, LU Ke2   

  1. 1. National Key Laboratory of Science and Technology on Rotorcraft Aeromechanics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;
    2. Science and Technology on Rotorcraft Aeromechanics Laboratory, Chinese Helicopter Research & Development Institute, Jingdezhen 333001, China
  • Received:2016-10-19 Revised:2016-11-25 Online:2017-10-20 Published:2016-12-15

摘要: 利用共轴刚性旋翼直升机飞行动力学模型,以XH-59A共轴刚性旋翼直升机为研究对象,分析了旋翼控制相位角对纵向配平特性、需用功率以及上、下旋翼桨毂弯矩的影响。基于分析结果,提出了一种针对共轴刚性旋翼直升机的旋翼控制相位角的配置方法。该配置方法以降低直升机需用功率为目标,并保证上、下旋翼桨毂弯矩和配平特性满足要求。通过该方法能使XH-59A直升机在0~80 m/s的飞行速度范围内满足上、下旋翼最大桨毂弯矩和纵向操纵限幅的要求,并且能最多降低8%的直升机需用功率,为共轴刚性旋翼直升机的设计提供了参考依据。

关键词: 双旋翼共轴式直升机, 需用功率, 旋翼控制相位角, 配平特性, 桨毂弯矩

Abstract: Adopting the flight dynamic model of coaxial rigid rotor helicopter, this paper sets the XH-59A coaxial rigid rotor helicopter as research object and analyzes the influence of rotor control phase angle on longitudinal trim characteristics, helicopter power required and hub bending moment of upper and lower rotor. Based on the analysis results, this paper proposes the allocation method of coaxial rigid rotor helicopter’s rotor control phase angle. It aims to decrease the helicopter power required and make upper and lower rotor’s hub bending moment and trim characteristics meet the requirement. The method can make the XH-59A helicopter satisfy the requirements of hub bending moment of upper and lower rotor and longitudinal cyclic pitch limitation within the flight speed scope of 0-80 m/s, and can minimize up to 8% power required. This method provides reference for design of coaxial rigid rotor helicopter.

Key words: coaxial twin helicopter, power required, rotor control phase angle, trim characteristics, hub bending moment

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