【摘 要】
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直升机旋翼/机体耦合系统的气动弹性稳定性问题是在直升机设计过程中需要避免的动力学问题。直升机旋翼/机体耦合带来的不稳定性现象主要表现为“地面共振”和“空中共振”。为了保持直升机系统稳定,常常在旋翼上安装阻尼器。本文建立了计入非定常气动力并带有嵌入式阻尼器的旋翼/机体耦合动力学模型,分析了该模型在悬停状态与前飞状态下的气弹稳定性;验证了嵌入式阻尼器在抑制动不稳定性和提高系统的气弹稳定性方面的有效性。
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直升机旋翼/机体耦合系统的气动弹性稳定性问题是在直升机设计过程中需要避免的动力学问题。直升机旋翼/机体耦合带来的不稳定性现象主要表现为“地面共振”和“空中共振”。为了保持直升机系统稳定,常常在旋翼上安装阻尼器。本文建立了计入非定常气动力并带有嵌入式阻尼器的旋翼/机体耦合动力学模型,分析了该模型在悬停状态与前飞状态下的气弹稳定性;验证了嵌入式阻尼器在抑制动不稳定性和提高系统的气弹稳定性方面的有效性。首先,建立了包含旋翼、机体与嵌入式阻尼器的耦合系统动力学模型;采用动态入流模型计算桨盘上的诱导速度,推导非线性气动模型;将动力学模型和气动力模型的方程集成,推导出整个耦合系统的运动微分方程。其次,基于系统方程进行分析。采用特征值方法计算模态频率和阻尼,并识别动力学系统的稳定裕度和阻尼水平。采用瞬态响应分析法求解系统的稳态响应及时间历程。最后,通过调整阻尼器的参数,分析嵌入式阻尼器对直升机系统气弹稳定性的影响。结果表明,嵌入式阻尼器能够为旋翼/机体耦合系统提供足够的摆振阻尼以提高系统的气弹稳定性。
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