旋翼

00）0.引言多旋翼无人机作为一种优秀的飞行平台，在民用的诸多领域发挥着举足轻重的作用，从影视航拍到农业植保再到国土测绘，我们几乎可以在各行各业中看到多旋翼无人机的身影。多旋翼无人机凭借其优异的可靠性及操纵性，获得了民用领域的青睐，成为家喻户晓的高科技产品，但与此同时，多旋翼无人机的劣势也在其广泛应用中越来越受到关注。多旋翼无人机采用螺旋桨作为升力的来源，但螺旋桨无法改变桨距，使得其气动效率低于直升机旋翼，又加上多个螺旋桨相距较近，会产生较为严重的气动干扰

）1 引言共轴双旋翼兼顾垂直起降和高速飞行的能力，其结构紧凑、上下旋翼反转扭矩相消，具有良好的操控性等优势，广泛应用在民用和军用领域［1-3］。但是，由于两个旋翼距离较近，上旋翼下洗流直接作用在下旋翼的入流区域，使得旋翼间的气动干扰变得更为复杂。复杂的气动环境增加了共轴旋翼单元气动分析的难度。文献［4］在国外航空航天局对两个全尺寸的共轴旋翼进行了性能测试，得到了上下旋翼的升阻力系数。文献［5］运用CFD方法得到了悬停时共轴双旋翼的流场分布。文献［6］采用滑

0 17012 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN15 个 42.74 44.96 41.00 17013 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN20 个 47.01 53.28 49.00 17014 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN25 个 68.38 77.57 68.00 17015旋翼式冷水表(螺纹)LXS-15E DN32个103.0 0 112.0 0 99.0 0 17016 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN

相比于常规直升机旋翼，共轴式刚性双旋翼可以显著提高直升机运行时的工作拉力，无需安装力矩平衡尾桨，具有结构紧凑、气动效率高等特点，在高速直升机上应用广泛。但共轴式双旋翼相较于单旋翼，气动特性更为复杂，上下两副旋翼的旋向相反，旋翼周围流场为非定常流场[1]，上下两副旋翼的间距小，上下旋翼间产生严重气动干扰。气动干扰不仅影响直升机的飞行平衡及其操纵稳定，也使得共轴式双旋翼气动载荷计算难度骤增[2]。在正向设计直升机旋翼的时候，动力传动系统的匹配是关键步骤之一，旋

0 17012 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN15 个 42.74 44.96 41.00 17013 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN20 个 47.01 53.28 49.00 17014 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN25 个 68.38 77.57 68.00 17015 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN32 个 103.0 0 112.0 0 99.0 0 17016 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15

0 17012 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN15 个 42.74 44.96 41.00 17013 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN20 个 47.01 53.28 49.00 17014 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN25 个 68.38 77.57 68.00 17015旋翼式冷水表(螺纹)LXS-15E DN32个103.0 0 112.0 0 99.0 0 17016 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN

150066）旋翼系统是直升机的升力面，其设计的优劣对直升机的飞行性能有着至关重要的影响。桨叶负扭转对旋翼性能有直接的影响。1948 年，Gessow 提出理想负扭转的概念，这种桨叶扭转分布可以使旋翼在悬停及轴流状态下的诱导速度沿桨尖平面均匀分布，从而使旋翼的诱导功率最小。受材料、制造工艺等因素的制约，早期直升机的旋翼桨叶多采用无扭转或简单的线性负扭转较小的设计方案[1]。随着材料、制造工艺等技术的进步，旋翼桨叶可以实现更大的负扭转角度，从而使桨叶的扭转

0 17012 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN15 个 42.74 44.96 41.00 17013 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN20 个 47.01 53.28 49.00 17014 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN25 个 68.38 77.57 70.00 17015旋翼式冷水表(螺纹)LXS－15E DN32个103.0 0 112.0 0 100.0 0 17016 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E D

0 17012 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN15 个 42.74 44.96 41.00 17013 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN20 个 47.01 53.28 49.00 17014 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN25 个 68.38 77.57 70.00 17015旋翼式冷水表(螺纹)LXS-15E DN32个103.00 112.0 0 100.0 0 17016 旋翼式冷水表(螺纹) LXS-15E DN

0 17012 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN15 个 42.74 44.96 41.00 17013 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN20 个 47.01 53.28 49.00 17014 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN25 个 68.38 77.57 73.00 17015 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－15E DN32 个 103.0 0 112.0 0 104.0 0 17016 旋翼式冷水表(螺纹) LXS－1

74)引 言交叉旋翼是一种独特的旋翼构型, 具有结构紧凑、气动效率高的特点, 并且采用该构型旋翼的直升机重量效率很高, 如K-MAX直升机, 空重只有2 330 kg, 极端情况下可吊起3 100 kg的货物.相对于单旋翼、共轴双旋翼等常规构型, 交叉旋翼的两幅旋翼旋转轴呈一定角度, 旋转中心距离很近.两幅旋翼的流场交叉影响, 互相处在对方下洗和尾迹涡中, 存在严重的涡-涡、桨-涡干扰等复杂的流动现象.目前, 国内外对于共轴旋翼、纵列旋翼的气动及流场特性研

悬浮子弹升力由多旋翼悬浮装置提供，因此悬浮子弹多旋翼间的气动干扰特性研究对于提高子弹的悬浮能力具有重要意义。对于旋翼气动特性的研究，苏京昭等人通过对不同结构参数的旋翼模型进行研究，得到单旋翼的结构参数对其气动力的影响，为悬浮弹悬浮装置旋翼结构参数的选择提供了依据[1]。肖天航等人建立了低雷诺数非定常流场的数值方法，并将其应用于微型飞行器[3]。黄水林等人建立了对纵列式直升机双旋翼气动干扰特性分析的自由下洗流迭代方法，并对纵列式双旋翼气动干扰特性进行分析[4

00）0 引言四旋翼是由4 个电机和螺旋桨驱动的无人机。由于四旋翼具有较简单的结构，在科研、工业和农业等方面[1⁃2]被广泛应用。但当前四旋翼的控制研究主要在低速飞行控制方面，而较少有人关注四旋翼的高速（大于8 m/s）飞行控制研究。四旋翼的高速稳定飞行对螺旋桨在高速飞行下的变形、四旋翼空气动力学模型等研究具有相当重要的意义[3]。具有系绳约束的无人机有许多应用，如可以用于无人机的供电[4]、机器人远程控制的辅助[5]，还可以用于室内定位[6]和无人机的定

航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016)0 引 言与常规单旋翼直升机相比，纵列式直升机具有诸多优势，比如更加紧凑的结构，更大的载重量，更强的抗侧风能力，更高的悬停效率，允许较大的重心变化范围等。这些优点决定了纵列式直升机具有广阔的应用前景，军事上，可应用于机降部队、弹药投送、舰船补给、吊运大型武器装备等方面，民用方面，适用于灾后物资运送、灾民转移、油气开发、森林灭火等方面[1-4]。因此，对纵列式直升机的理论研究具有重要的现实意义。

S方程的共轴刚性旋翼流场数值模拟方法。通过对比不同前行桨尖马赫数旋翼的实验结果，验证了该方法的准确性和模拟ABC旋翼的适用性。运用商业软件ANSYS ICEM 划分非结构化网格，采用了滑移网格和动网格技术，在FLUENT求解器中使用UDF程序实现了桨叶周期变距运动，对在悬停及大速度前飞状态下的XH-59A旋翼流场进行了数值模拟计算。计算结果表明：XH-59A旋翼在悬停状态上旋翼对下旋翼的气动干扰比较大，但随着前飞速度的增加，干扰逐渐减小;上下旋翼间的气动干

航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016直升机在垂直起降和贴地飞行时，必然会经历有地面效应的飞行状态。此时，地面对旋翼的性能有显著影响，在相同功率条件下，旋翼近地时产生的拉力与远离地面时相比明显增大，这种现象称之为“地面效应”(Ground Effect)。相对于传统的单旋翼直升机而言，共轴刚性旋翼直升机的地面效应更加复杂。这是由于共轴刚性旋翼由两副转向相反的旋翼构成，其下旋翼大部分区域处于上旋翼的下洗流和尾迹涡中，双旋翼间的气动干扰

计研究所，直升机旋翼动力学国家重点实验室，江西 景德镇 333001；2.南京航空航天大学，直升机旋翼动力学国家重点实验室，江苏 南京 210016)共轴刚性旋翼非定常气动特性初步试验研究曾 伟1，林永峰1，黄水林1，朱清华2(1.中国直升机设计研究所，直升机旋翼动力学国家重点实验室，江西 景德镇 333001；2.南京航空航天大学，直升机旋翼动力学国家重点实验室，江苏 南京 210016)为了解旋翼总距、间距、转速和风速等参数对共轴刚性双旋翼气动特性影响

航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室， 南京 210016悬停状态共轴刚性双旋翼非定常流动干扰机理朱正， 招启军*，李鹏 南京航空航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室， 南京 210016基于运动嵌套网格方法，建立了一套适合于悬停状态下共轴刚性双旋翼非定常干扰流场分析的计算流体力学(CFD)方法。首先，基于高效的运动嵌套网格技术，采用积分形式的可压雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程作为双旋翼非定常流场求解控制方程，湍流模型选用B

停状态下纵列式双旋翼气动干扰性能计算杨学峰1，吴林波2(1.海军装备采购中心，北京 100001；2.中国直升机设计研究所，江西 景德镇 333001)针对纵列式双旋翼共面与不共面两种情况，建立了双旋翼气动干扰特性分析的计算方法，通过与试验数据对比，表明了方法的有效性。在此基础上，开展了悬停状态下纵列式双旋翼的气动性能初步分析，获取了旋翼拉力、需用功率随桨榖间距、旋翼转速、总距角等参数的变化影响规律，结果表明，相比于传统单旋翼直升机，纵列式双旋翼附加了一项

0089)直升机旋翼转速包线拓展试飞研究张毅1, 尹建峰2(1.中国飞行试验研究院 中航工业飞行仿真航空科技重点实验室, 陕西 西安 710089;2.中国飞行试验研究院 试飞员学院, 陕西 西安 710089)根据在国外试飞的经历,介绍并分析了单旋翼带尾桨直升机旋翼转速包线拓展试飞有关内容。首先根据该试飞科目要求来源,结合相关适航规范确定试验点;其次介绍了科目的试飞基本方法,并分析了无动力时初始试验点的选择和旋翼转速的控制;最终进行了空中演示试验并对试验

拉力要大于孤立的旋翼系统，原因是涵道本体提供了相当一部分升力。其次，上下旋翼共轴反桨，产生的反向扭矩可以相互抵消，省去了无人直升机的尾桨。再则，涵道结构使无人机结构更加紧凑，低空飞行安全性高，噪声低，隐蔽性好。国外关于单旋翼涵道无人机的研究已经相当成熟[1－2]。对于共轴双旋翼的理论计算也由来已久，早先采用滑流理论[3]，后来发展到预定尾涡模型[4－5]，再后来发展到自由涡模型[6]。国内的童自立、孙茂[7]采用了动量源项法对双旋翼的干扰流动进行了Navi

设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室，江西 景德镇，333001）0 引 言直升机旋翼尾迹几何形状随操纵和流场参数复杂多变［1］，且旋翼各桨叶的桨尖涡互诱导和自诱导作用引起的尾迹畸变使得旋翼气动特性难以准确计算。对于纵列式直升机，其旋翼尾迹中涡线之间的缠绕更为严重，两旋翼之间相互诱导作用使其气动特性比单旋翼情况更加复杂，要完全通过数值模拟来研究纵列式双旋翼气动特性是很困难的。正如文献［2］指出的那样，旋翼气动性能计算的关键是旋翼尾迹的确定，因此，深入地开展