【技术实现步骤摘要】
一种横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法
本专利技术属于直升机动力学建模及分析技术，涉及一种横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法。
技术介绍
常规的单旋翼带尾桨式直升机是目前世界上最广泛采用的型式。与其他型式直升机相比，其动力、平衡、操稳、振动等问题较易解决，设计制造技术也相对成熟。然而这种型式需要一副尾桨来平衡旋翼的反扭矩，无疑增加了全机的功率消耗和重量，一般尾桨在起飞和悬停状态下的功耗占总功耗的7％～12％。而且尾桨高速旋转并处于旋翼的下洗流干扰之下，受载复杂，易造成噪声和结构件的疲劳。横列式直升机在世界直升机发展史上昙花一现，米里直升机设计所曾利用了米-6直升机的旋翼、动力传动等部件制成了米-12横列式直升机，但没有量产。与传统的单旋翼带尾桨直升机相比，横列式直升机的旋翼系统为两幅横向并排布置、旋转方向相反的旋翼，不需要尾桨，可获得比单旋翼大的有效载重，斜爬升率好。但横列式机身和机翼的阻力损失较大，垂直飞行性能较差，且机翼的刚度和重量随着旋翼距机身的外伸距离而显著增大，使得直升机的重量效率甚至低于单旋翼式。然而...
【技术保护点】
1.一种横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：/n1)建立机体系统坐标系及坐标系间的关系；/n2)建立机体运动模型及起落架运动模型；/n3)建立旋翼运动模型和气动力模型；/n4)根据旋翼运动模型进行旋翼耦合响应求解；/n5)多桨叶坐标变换；/n6)根据起落架运动模型和气动力模型建立横列式双旋翼直升机地面共振分析模型；/n7)采用特征值方法计算横列式双旋翼直升机地面共振分析模型求解地面共振。/n
【技术特征摘要】
1.一种横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)建立机体系统坐标系及坐标系间的关系；
2)建立机体运动模型及起落架运动模型；
3)建立旋翼运动模型和气动力模型；
4)根据旋翼运动模型进行旋翼耦合响应求解；
5)多桨叶坐标变换；
6)根据起落架运动模型和气动力模型建立横列式双旋翼直升机地面共振分析模型；
7)采用特征值方法计算横列式双旋翼直升机地面共振分析模型求解地面共振。
2.根据权利要求1所述的横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述机体系统坐标系包括：惯性坐标系、机体坐标系、旋翼桨毂坐标系、旋翼旋转坐标系、旋翼桨叶挥舞坐标系、旋翼桨叶摆振坐标系、旋翼桨叶变距坐标系，所述坐标系间的关系为各坐标系间的坐标转换关系。
3.根据权利要求2所述的横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法，其特征在于：所述步骤2)中，
所述建立机体运动模型包括：假设机体为刚体，考虑机体在空间的六个刚体运动自由度：航向位移X、侧向位移Y、垂向位移Z、横滚ΦX、俯仰ΦY、偏航运动ΦZ，根据机体运动位移、速度和加速度，确定机体惯性载荷；
所述建立起落架运动模型包括：简化缓冲器和机轮为刚度和阻尼部件，根据机体运动引起起落架变形，建立起落架运动载荷；不考虑旋翼载荷，根据达朗贝尔原理，机体惯性力和起落架作用于机体的载荷处于平衡状态，建立机体在起落架上的运动方程，方程矩阵形式，式中，{X}＝{X，Y，Z，φx，φy，φz}T为六个元素的向量，[Mf]、[Kf]、[Cf]为不装旋翼的机体质量、刚度和阻尼的线性矩阵。
4.根据权利要求3所述的横列式双旋翼直升机地面共振建模与分析方法，其特征在于：所述步骤3)中，
所述建立旋翼运动模型包括：根据坐标变换关系，确定在桨毂坐标系下桨叶上任一点的速度；根据动力定律，得出桨叶上任一截面的动能，建立旋翼总动能方程式；根据拉格朗日定律，得出考虑桨叶挥舞、摆振和机身运动影响的旋翼运动方程：FC和FNL是桨叶运动惯性载荷的常数项和非线性项，[Mb]、[Kb]、[Cb]为刚性桨叶运动质量、刚度和阻尼矩阵；
所述建立气动力模型包括：桨叶准定常气动力模型采用升力线理论，其气动力作用点在四分之一弦长处，以四分之三弦长处的气流速度来计算翼型上的气动载荷，旋翼诱导流速度均匀分布；
桨叶翼型截面气动力产生的桨毂载荷，转换到对机身重心的六力素，旋...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙凤楠，朱艳，冯志壮，程起有，钱峰，代志雄，刘晨，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36
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