共轴双旋翼高速直升机主减轮系效率分析

针对共轴双旋翼高速直升机主减的单输入双输出轮系方案,研究了轮系方案的传动效率与内外旋翼轴负载比值之间的关系,并推导出二者之间的关系式,便于设计者评估轮系方案的传动效率能否满足主减的总体设计要求,提出轮系方案的改进措施。     

卡-32共轴式旋翼直升机传动系统的循环功率流分析

研究了单输入双输出的定轴轮系与差动轮系组合的俄卡-32直升机传动系统典型构型,对共轴式反转双旋翼直升机的研制具有重要的意义。为避免传动系统差动轮系出现功率流循环而降低传动效率,对该传动构型的功率流进行了研究,得到了功率流循环的影响因素和传动功率分配比,为直升机传动系统自主设计提供了支撑依据。     

一种共轴双旋翼无人直升机旋翼及操纵系统设计

文中对共轴双旋翼无人直升机旋翼系统进行剖析,参考通航共轴双旋翼直升机的旋翼系统设计经验,结合无人直升机的特性,确定旋翼及操纵优化设计思路.根据共轴双旋翼无人直升机的总体参数,计算分析旋翼系统关键结构件的受力情况,进行旋翼系统机构设计并对关键件进行强度分析.通过使用动力学分析软件,分析旋翼及操纵系统的控制方式,对旋翼及操纵机构的总距变化进行运动仿真,以供相关工作者参考.     

一种共轴输出封闭差动行星轮系分析

针对直升机共轴输出的要求,提出了一种实现共轴输出的封闭差动行星传动机构,该构型由定轴轮系和差动行星轮系构成,同时给出了该构型传动比条件、同心条件、邻接条件、装配条件等齿数匹配约束条件;研究了该构型的各个主要部件的受力情况。采用Romax软件和AGMA标准对构型的设计进行了仿真和强度验证。研究结果表明,该构型能够在较小的尺寸下,传递较大的功率,实现共轴输出的要求。     

一种基于直升机共轴双旋翼的搅拌结构研究

针对现有的单方向旋转搅拌结构存在效率较低等问题，设计并提出了一种基于直升机共轴双旋翼完成双向旋转搅拌结构，分析了结构的运动机理。利用ANSYS Fluent流体仿真软件对搅拌结构进行了运动仿真分析，结果表明：无来流影响时，升力最大可以提升83%左右，且具有良好的稳定性；当双旋翼提供与单旋翼相同的流速和升力时，双旋翼的转速明显更低，在一定程度上降低噪声，该结构完全实现了共轴双向旋转的效果，为家用及工业用等多种搅拌结构领域的整体升级提出了新的方案。     

3K型行星轮系的单元分析法

将3K型行星轮系分解为3个简单的K-H型轮系单元,然后对这些单元进行运动分析和受力分析,列出方程组并求解。这种方法不仅可以求出每个构件的角速度和所受的力矩,整个轮系的功率流向也随之确定,而且还得到一个通用的效率公式。根据功率流向,发现轮系中存在的循环功率流就是这类轮系效率较低、甚至发生自锁的原因。同时,举例证明通过减小循环功率与输出功率的比值可以适当提高这种轮系的啮合效率,从而为这类轮系的改进和设计提出了一种新方法。     

共轴式直升机双旋翼系统的多体动力学模型

建立了共轴式直升机双旋翼系统结构的多体动力学模型,该细节模型包括旋翼轴内轴与外轴、桨毂、双旋翼、操纵杆、自动倾斜器、驱动器和固定支架等所有关键部件,经过分析计算,得到了关键部件与旋翼系统结构运动耦合的的动力学特性.与台架运转振动测试的结果进行对比发现,误差基本都在5％以内,验证了这种基于多体动力学的分析方法在共轴式直升机复杂系统结构动力学设计中应用的可行性.     

共轴双旋翼气动特性数值仿真研究

对悬停和前飞状态下共轴双旋翼的气动特性开展数值仿真研究。首先,分别对悬停状态的旋翼标模和前飞状态的试验模型计算旋翼拉力系数,数值仿真结果与试验结果符合良好。然后,基于多重参考系法建立共轴双旋翼CFD数值模型,分析共轴双旋翼上、下旋翼气动特性变化规律。结果表明,悬停状态下,共轴双旋翼每个旋翼的拉力系数均低于单旋翼拉力系数,本文算例中,双旋翼/单旋翼拉力比可达1.844,且随转速增加而降低。前飞状态下,从避免风车效应的角度考虑,共轴双旋翼优于单旋翼,旋翼间距近的共轴双旋翼优于旋翼间距远的共轴双旋翼。     

3K行星轮系的功率流与啮合效率研究

目前 ,3K行星轮系的功率流向分析和啮合效率公式的推导既难又繁。本文首先将这种轮系分解为 3个简单的 K- H型轮系单元 ,然后进行运动分析和力矩分析 ,列出方程组并求解。不仅得出了一个新的通用的效率公式及绘制出功率流向图 ,而且发现在轮系中存在循环功率流 ,这就是这种轮系效率较低的原因。同时 ,通过减小循环功率与输出功率的比值将能够适当提高 3K行星轮系的效率     

悬停状态共轴双旋翼桨叶扭转设计及升力性能分析

为提高旋翼型微型、小型飞行器桨叶的升力性能,建立了一套基于悬停状态下的单旋翼、共轴双旋翼桨叶扭转设计方法。该方法通过理论推导和程序计算得到单旋翼的桨叶扭转几何安装角,考虑桨尖涡对桨叶几何安装角的影响,对桨尖的扭转几何安装角进行了修正,实现悬停状态下单旋翼桨叶扭转设计;考虑到桨尖涡以及上下旋翼间的气动干扰,对共轴双旋翼上、下旋翼进行了悬停状态下几何安装角的扭转设计,并对所设计的单旋翼、共轴双旋翼进行模拟仿真测试,仿真结果表明悬停状态下该方法设计的扭转单旋翼、共轴双旋翼与非扭转旋翼相比升力分别提升8.83%、35.87%;同时对水平风阻、翼展、转速对桨叶升力的影响进行了仿真模拟。     

某直升机传动系统旋翼轴扭振计算及优化设计

直升机传动系统旋翼轴系振动是影响其运行可靠性的重要因素,为了提高某共轴反转双旋翼传动系统旋翼轴系扭振安全裕度,在考虑轻量化设计的前提下,通过改变轴段直径尺寸或改变激励频率,使得扭振固有频率与激励频率错开,达到避免共振的目的,实现了轴系扭振调频的优化设计。优化后的轴系扭振安全裕度达到10%以上,扭振特性得到了有效改善。其计算与优化方法对直升机传动系统旋翼轴系的改进设计具有一定的指导意义。     

2K—H型行星轮系内部的功率流与自锁

采用离散化方程,深入分析了4种2K－H型行星轮系内部的功率流向,发现这4种轮系属封闭式差动轮系,其中,正号机构存在循环功率流,这不仅使效率降低,而且在某种条件下还会使轮系发生自锁。同时,根据功率平衡方程解出了轮系的自锁区间。     

2K-H差动轮系的功率流向与啮合效率

通过讨论２Ｋ－Ｈ差动轮系的功率流向与结构参数之间的关系,将这种轮系的传动概括为三种情况。对轮系传动的整个区间进行了研究分析,得出了这三种情况下的啮合效率公式,找出了轮系传动的自锁区间,指出了设计和使用这种轮系的注意事项。     

无人直升机主减中两级变速齿轮传动构型方案概述

无人直升机为了实现经济性巡航,需要改变主旋翼转速。目前,改变主旋翼转速,实现大调速范围和成本低的最有效方法为主传动系统采用变速齿轮传动。因此,针对起飞和巡航时无人直升机主旋翼的转速差异,国外已开展无人直升机两级变速传动系统的研究和应用。本文根据有限的国外文献资料,对无人直升机两级变速齿轮传动构型进行整理,以期促进我国无人直升机变速传动机构的发展。     

直升机变转速传动系统构型的设计与分析

提出了一种直升机变转速传动系统构型设计方案,实现高速直升机在悬停和巡航两种不同飞行模式下,其旋翼获得不同转速,且变速过程平稳,功率连续.运用理论推导和参数优化等方法,对直升机变转速传动系统构型进行结构设计、参数匹配及强度校核,并通过仿真验证了各部分结构尺寸参数选择的合理性,为该变速构型设计的实际可行性提供了理论依据.     

共轴双旋翼系统的气动特性分析及试验

基于动量叶素理论明确了旋翼的入流分布情况,建立了适用于共轴双旋翼的气动计算模型,通过所研制的气动试验平台对共轴双旋翼的气动特性(拉力、扭矩及功耗)进行了测试,着重分析了悬停状态下旋翼转速及间距的变化对系统气动性能的影响,探索最优的气动布局。实验结果表明:共轴双旋翼系统中旋翼间距的变化对总拉力的影响并不显著,但是下旋翼产生的拉力明显小于上旋翼,系统中下旋翼仅提供了43.8%～45.1%的拉力,适当增大下旋翼桨距和扭转角等参数有助于提高系统的整体性能;下旋翼的存在极大抑制上旋翼尾流的收缩,上旋翼尾流收缩的实际边界面积比理想边界增加了15%左右;当双桨间距为0.40R时,下旋翼产生的拉力最大,系统净扭矩最小,气动布局最优。     

双旋翼直升机动力学建模研究现状

从理论分析、试验研究、系统辨识3个方面介绍了双旋翼直升机动力学建模的研究现状,并指出各建模方法的优缺点。通过讨论和比较,为双旋翼直升机的不同建模目标提供了可供借鉴的建模方法。     

周转轮系功率流与传动效率分析的简化方法

应用虚功率理论,对复合差动轮系和封闭式行星轮系进行功率流与传动效率分析。首先分别建立了不考虑齿轮啮合功率损耗和考虑齿轮啮合功率损耗时轮系功率流和虚功率流图,分析了功率和虚功率的流向。然后,建立方程求解齿轮副啮合功率损耗,得到了轮系传动效率表达式。最后,研究分析了齿轮设计制造参数对轮系传动效率的影响。结果表明,合理选择传动型式、齿数、速比和齿轮制造精度等级等参数,可有效提高轮系传动效率。该方法简便快速,能够为轮系初步设计提供帮助。     

行星轮系传动效率与自锁研究

本文利用啮合功率法对行星轮系的效率进行了计算,对功率流的流向进行了分析,并通过行星轮系的效率曲线分析得出自锁的原因。     

2K—H差动轮系的功率流向与啮合效率

通过讨论了２Ｋ－Ｈ差动轮系的功率流向结构参数之间的关系,将这轮系的传动概括为三种情况。对轮系传动的整个区间进行了研制分析,得出了这种三种情况下的啮合效率公式,找出了轮系统的自锁区间,指出了设计和使用这种轮系的注意事项。