复杂的非定常气流环境与各种耦合效应使旋翼载荷预估成为直升机设计领域的难题。载荷计算是旋翼设计的核心课题,一方面,无论是在概念设计阶段还是在详细设计阶段,快速准确的载荷预估能力,可以有效的缩短型号研制周期,节约试验成本,规避项目风险;另一方面,通过准确可靠的数值分析工具,对载荷变化规律与物理本质的研究有助于设计者找到提升直升机性能的有效途径。小速度前飞、大速度前飞以及重载飞行是直升机出现高振动载荷的典型飞行状态。本文针对这些工程关注的飞行包线中的重点与难点部分,对旋翼振动载荷预估与分析问题展开研究,完成了以下几个方面的工作:1.综合气弹分析方法的动力学建模采用Leishman-Beddeos二维非定常/动态失速模型计算桨叶气动力,由自由尾迹模型计算桨盘诱导入流,建立了基于柔性多体动力学思想的旋翼系统动力学模型,发展了一种工程实用的配平迭代计算方法,并由此获得旋翼载荷。2.典型飞行状态下旋翼振动载荷计算与分析以SA349“小羚羊”直升机为算例,首先计算了一个小前进比和一个大前进比两种典型状态的载荷。结果表明,本文对这两种稳态前飞状态的计算与试飞测试数据吻合很好,与国际著名的CAMRADII软件的计算精度相当,验证了建模及计算方法的有效性。随后,将计算范围延伸到接近飞行极限的高速转弯、高桨盘载荷状态,本文计算值捕捉到了动态失速条件下旋翼载荷变化的主要特征。最后,通过计算结果与试飞测试数据的对比,总结了桨叶气动载荷、振动载荷的变化规律,并得到一些有益的结论。3.旋翼铰链力矩研究以典型条件下SA349/2“小羚羊”直升机铰链力矩计算结果为基础,将计算扩展到其他飞行状态,并结合飞行测试数据与其他机型测试及计算的相关结果,研究铰链力矩的变化规律与影响因素。