一种适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法技术

本发明专利技术提供一种适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法，包括使用简单气动模型计算操纵量，采用旋翼CFD方法对简单气动模型计算结果进行修正，最终得到符合设定的收敛条件的配平操纵量。本发明专利技术的配平方法与传统配平方法相比有较高的准确性；同时雅各比矩阵的求解放在简单气动模型中降低了计算量，与全CFD配平相比提高了计算效率。配平中旋翼气动力计算精度主要由CFD模型精度决定，简单气动模型主要决定气动力随操纵量的变化趋势，因此不局限于典型的单旋翼构型，对各类旋翼飞行器有更广泛的适用性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法
本专利技术涉及旋翼飞行器控制
，具体而言涉及一种适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法。
技术介绍
随着旋翼类飞行器的广泛应用，其多样性显著增加，不再局限于典型的单旋翼直升机，在旋翼类飞行器的气动研究中，气动配平是准确、有效模拟旋翼类飞行器气动特性进行气动研究的前提。以共轴刚性旋翼为例，若不对其进行操纵量配平，则无法准确模拟其特有的升力偏置状态。因此，建立适合各类旋翼飞行器的精确、高效的气动配平方法，对旋翼飞行器的研究有重要的支撑作用。目前，针对旋翼的气动配平方法主要有：1)通过旋翼动态入流模型或尾迹模型等建立传统气动模型，针对不同的目标量，使用牛顿迭代法完成配平。这些传统气动模型大多是根据典型的直升机旋翼流场特征建立的，因此只适用于典型的单旋翼直升机飞行状态，而对于高速飞行状态下的旋翼或共轴刚性旋翼等新型旋翼则不能直接适用。2)通过气动试验进行配平。这种方法过于依赖试验，配平成本较高。且对于新型旋翼，其操纵量没有适当的参考值，会使配平工作量显著增加。3)结合旋翼计算流体力学(CFD)方法进行配平。如Kim等人将旋翼CFD与传统配平方法相结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)使用旋翼动态入流模型或尾迹模型给出旋翼诱导速度，结合旋翼叶素理论建立简单气动模型；步骤2)针对给定的旋翼气动力最终目标量，使用牛顿迭代法以及简单气动模型求解对应的操纵量；步骤3)将求解得到的操纵量代入旋翼CFD模型进行计算，得到CFD计算的旋翼气动力；步骤4)以简单气动模型计算的气动力减去CFD计算得到的旋翼气动力，得到两者差值；若CFD计算得到的旋翼气动力大于简单模型结果，则说明以该目标量使用简单模型配出的操纵量偏大，得到负的目标量差值；若CFD计算得到的旋翼气动力小于简单模型结果，则得到正的目标量差值；步骤5)在原始...

【技术特征摘要】
1.一种适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)使用旋翼动态入流模型或尾迹模型给出旋翼诱导速度，结合旋翼叶素理论建立简单气动模型；步骤2)针对给定的旋翼气动力最终目标量，使用牛顿迭代法以及简单气动模型求解对应的操纵量；步骤3)将求解得到的操纵量代入旋翼CFD模型进行计算，得到CFD计算的旋翼气动力；步骤4)以简单气动模型计算的气动力减去CFD计算得到的旋翼气动力，得到两者差值；若CFD计算得到的旋翼气动力大于简单模型结果，则说明以该目标量使用简单模型配出的操纵量偏大，得到负的目标量差值；若CFD计算得到的旋翼气动力小于简单模型结果，则得到正的目标量差值；步骤5)在原始的目标量基础上加上所述步骤4)所得到的差值，得到中间目标量；再将中间目标量代入简单气动模型，得到新的操纵量；步骤6)将得到的新操纵量代入CFD模型计算得到的新气动力：如果计算得到的新气动力与最终目标量差值在设计范围内，即达到了配平收敛要求，该新操纵量即为配平所得操纵量；如果计算得到的新气动力与最终目标量差值不在设计范围内，重复步骤3)至步骤5)，直至最终计算得到的气动力与最终目标量差值在设计范围。2.根据权利要求1所述的适用于旋翼飞行器的高效气动配平方法，其特征在于，步骤2)中的牛顿迭代法采用配平数学模型：

【专利技术属性】
技术研发人员：史勇杰，祁浩天，徐国华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32