直升機旋翼模擬
關注創建者：Oler 創建時間：2019-07-04
直升機旋翼模擬的視頻教程
基于重疊網格方法的直升機旋翼前飛變距流場數值仿真（周期變距）
四、周期變距的設置，包括： 旋翼運動的講解； 公式的編寫； 五、starccm瞬態求解的設置，包括： 網格的導入 湍流模型的選擇和設置； 計算域的運動指定和邊界條件設置； 重疊網格的設置； 網格預覽； 求解設置等 動畫的設置等； 旋翼扭矩和升力參數的監測； 六、結果后處理 求解數據分析和講解； 壓力云圖動畫的展示；
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基于FLUENT的西科斯基S97共軸直升機旋翼啟動過程瞬態氣動仿真
課程介紹： 本案例采用fluent的滑移網格模擬共軸直升機在旋翼啟動過程中的流場情況，模擬旋翼從停止到穩定轉速時的氣動情況。需要注意的是這個課程介紹的是旋翼的啟動過程，沒有涉及直升機旋翼的變距仿真。 本次算例：S97共軸直升機的上下兩個旋翼的轉向相反，且雙旋翼在5秒內從0RPM以一定規律增加120RPM并穩定旋轉，查看旋翼啟動過程的氣動特性；
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基于重疊（嵌套）網格方法的直升機旋翼懸停流場數值仿真（數值仿真結果與試驗結果進行了對比驗證）
star ccm軟件對直升機旋翼數值仿真方面具有較好的優勢，本課程通過閱讀相關文獻采用了具有試驗數據驗證的NACA0012翼型做為仿真對象，從而證明數值仿真的準確性。
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直升機旋翼模擬的實例教程
直升機旋翼CFD的計算網格
目前直升機旋翼CFD采用的網格仍然是多塊重疊網格，但是以美國為代表的西方發達國家采用的是非結構重疊網格，我國國內仍然以結構重疊網格為主。西方發達國家同時開發了自適應網格技術。自適應網格技術在直升機旋翼的數值模擬中目前是一種發展趨勢，但國內還比較少見。以高精度算法為基礎的高階曲線網格也是直升機空氣動力學研究的空缺。
這是一個高細節的直升機旋翼組件 SolidWorks 模型，包含 4 個主槳葉、斜盤機構、俯仰控制連桿和執行器。該設計展示了機械運動如何通過斜盤從執行器傳遞到旋翼槳葉，從而控制俯仰、滾轉和升力。
摘要
共軸剛性旋翼帶推力槳構型在保留常規直升機優異近地面機動能力的基礎上,可實現速度與航程提升一倍,是下一代軍用直升機的主要構型。本文從直升機構型發展需求出發,系統梳理了共軸剛性旋翼的概念原理、技術攻關和型號預發展過程,并以美軍未來高速直升機型號發展和直升機技術發展趨勢,提煉并概括了以高速直升機裝備為代表的下一代軍用直升機的典型技術特征,對高速直升機的發展提出一些建議。
直升機具有垂直起降、空中懸停以及優良的近地面機動性能，在軍、民用領域發揮著不可替代的重要作用。然而，受旋翼工作原理的約束，當前飛速度疊加旋翼轉速接近聲速時，旋翼前行側會產生激波、后行側動態失速，因此，一般直升機的平飛速度很難超越300km/h，限制了直升機在軍、民用領域的應用拓展。在保留常規直升機獨特的垂直起降、低空懸停以及機動能力的基礎上，突破旋翼工作原理對速度的限制，實現高速飛行，一直是美歐等航空強國持續追求的目標。以美國西科斯基公司S-97、SB>1為代表的高速直升機，通過共軸剛性旋翼帶推力槳構型實現旋翼工作模式的優化，在保留常規直升機優異近地面機動能力的基礎上，平飛速度提高至450km/h以上，航程大于1200km，是下一代軍用直升機的主要構型。本文將系統地梳理共軸剛性旋翼的概念原理，分析國外共軸剛性旋翼帶推力槳構型的高速直升機的關鍵技術攻關歷程，以及當前的型號預發展情況，在此基礎上，通過對美軍未來高速直升機型號與技術發展趨勢的分析，提煉并概括下一代軍用直升機的典型技術特征，并對國內高速直升機的發展提出建議。
展開 一般它必須帶一個尾槳負責抵消旋翼產生的反轉矩。例如，歐洲直升機公司制造的EC-135直升機。圖2就是一個帶尾槳的單旋翼直升機圖片。
圖2 外掛式尾部旋翼（尾槳）
但是，也有單旋翼直升機無尾槳的情況，這時它的機身尾部側面有空氣排出管道，用噴氣的反作用力來抵消旋翼產生的反轉矩。例如，美國麥道直升機公司生產的MD520N直升機。“旋翼產生的反轉矩”將是本文的討論的重點。
02
雙旋翼直升機
雙旋翼直升機具有兩個旋翼。兩個旋翼的排列有如下三個情況：
縱列式：兩個旋翼前后縱向排列，旋轉方向相反。例如，美國波音公司制造的CH-47“支努干”運輸直升機。
橫列式：兩個旋翼左右橫向排列，旋翼軸間隔較遠，旋轉方向相反。比如，前蘇聯的Mi-12直升機。
共軸式：兩個旋翼上下排列，在同一個轉軸線上，互成反向旋轉。例如，前蘇聯的卡-50武裝直升機。（請見圖7的共軸式雙旋翼直升機圖片）
03
四旋翼直升機
圖3是中國研制的四旋翼無人直升機。四個旋翼分為兩對，分別以正螺旋和反螺旋方向旋轉。
圖3 四旋翼無人直升機（中國制造）
04
葉片數量
葉片數量往往與載重量大小相關，常見有2，3，4，8 個葉片。例如米-8直升機有4個葉片；米-28有5個葉片；米-26直升機的旋翼有8個葉片，尾槳有5個葉片。2008年5月26日，一架紅色米-26直升機吊裝了一臺重約13.2噸的重型挖掘機，前往唐家山堰塞湖壩體。圖4為執行該項任務的米-26直升機照片。
圖4 “米-26”直升機
05
傾轉式旋翼飛機
美國V-22魚鷹直升機就是傾轉式旋翼飛機（參見圖5），它兼有直升機和飛機的共同優點。當旋翼的轉軸豎直時，旋翼產生升力。
展開 如圖1.1所示，旋翼1、3順時針旋轉，旋翼2、4逆時針旋轉，旋翼的扭矩會自動平衡。而傳統直升機必須加一個尾翼用來平衡旋翼扭矩，這個尾翼對向上的推力無幫助作用，浪費了能量。另外，由于四旋翼機的旋翼更小，轉速更高，因而其效率更高；小旋翼也可以減少旋翼碰撞周圍建筑物的概率，飛行更加安全。
圖1.1 四旋翼直升機飛行原理示意圖
1.2 四旋翼直升機工作原理
四旋翼直升機有4個控制輸入量，分別為四個旋翼的轉速；6個輸出量，
分別為飛機位置量（x、y、z）和姿態角(俯仰角?、橫滾角?、航向角?)。四旋翼直升機通過調節對角線上旋翼的轉速來改變姿態：圖1.1中，1、3旋翼的推力不同會改變四旋翼直升機的俯仰角，同時在機體X方向產生一個加速度。由于對稱性，在機體Y方向也會產生相似的作用。四旋翼直升機改變對角旋翼的轉速大小，同時往相反方向改變另外一對旋翼的轉速的大小，兩對旋翼間扭矩便不再平衡，從而航向角改變。
二、總體設計
2.1 設計目標
目前，國內外有很多四旋翼無人直升機模型的生產廠家，從購買渠道和方便維護考慮，選用的機體平臺是國產的華科爾UFO4型遙控四旋翼直升機（圖2.1）。直升機的主要參數見表
2.1
圖2.1 華科爾UFO4四旋翼無人直升機
表2.1 華科爾UFO4四旋翼無人直升機主要參數
機體參數
旋翼半徑
機體長/寬
驅動系統（電
機）
接收器 參數大小 198mm 470mm 1225 FE 4-in-1 機體參數 遙控器 陀螺儀 重量（含電池） 電池 參數大小 WK-0701 3D 225g 11.1V-Li
本文的主要內容是設計小型四旋翼飛行器的控制系統，實現小型四旋翼無人直升機在近地環境下的姿態控制。
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直升機旋翼模擬的最新內容
直升機旋翼系統11個月前
這是一個高細節的直升機旋翼組件 SolidWorks 模型，包含 4 個主槳葉、斜盤機構、俯仰控制連桿和執行器。該設計展示了機械運動如何通過斜盤從執行器傳遞到旋翼槳葉，從而控制俯仰、滾轉和升力。
摘要
共軸剛性旋翼帶推力槳構型在保留常規直升機優異近地面機動能力的基礎上,可實現速度與航程提升一倍,是下一代軍用直升機的主要構型。本文從直升機構型發展需求出發,系統梳理了共軸剛性旋翼的概念原理、技術攻關和型號預發展過程,并以美軍未來高速直升機型號發展和直升機技術發展趨勢,提煉并概括了以高速直升機裝備為代表的下一代軍用直升機的典型技術特征,對高速直升機的發展提出一些建議。
引言 隨著科學技術的快速發展，無人機在許多領域得到了成功的應用 [1] 。目前無人機主要執行的是航拍、監測環境、農業植保等任務載荷，且大部分無人機以多旋翼為主。多旋翼無人機是靠螺旋槳轉速的變化，來調整力和力矩的，實現多旋翼無人機的飛行運動控制。對多旋翼無人機的槳葉來說， 一方面，槳葉尺寸越大，越難以迅速改變其速度。也正是因為如此，無人直升機主要是靠改變槳距而不是速度來改變升力。另一方面，在大載重下
引用格式
夏然龍，邵書義，吳慶憲.風干擾下傾轉旋翼飛行器直升機模態預設性能跟蹤控制［J］.無人系統技術，2023，6（2）：71-80
據業內人士透漏：南京航天國器智能裝備有限公司將攜新型縱列式雙旋翼無人直升機亮相2022年第十四屆中國航展（珠海航展）。國產“支奴干”型無人直升機要來了！
說起大名鼎鼎的美國"支奴干"直升機，有網友認為連俄羅斯都仿制不出來。其實類似“支奴干”這樣的縱列雙旋翼直升機
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采用運動嵌套網格方法，計算結果與NASA實驗數據對比較吻合
槳葉參數
該飛行狀態下槳葉的周期變距運動方程是：
槳葉位于0°和180°方位角時的壓力云圖
槳葉位于45°和225°方位角時的壓力云圖
槳葉位于90°和270°方位角時的壓力云圖
馬敬志 范汪明 邵 松 姜年朝
中國人民解放軍總參謀部第六十研究所
江蘇 南京 210016
摘 要：主旋翼操縱系統是直升機的關鍵部件，其線剛度直接關系到無人直升機的飛行安全。現基于有限元分析方法，采用ANSYS軟件計算了某型無人直升機主旋翼操縱系統的線剛度，為主旋翼系統的設計提供依據。
關鍵詞：無人直升機；操縱系統；線剛度
0 引言
無人直升機主旋翼操縱系統包括舵機系統
蜻蜓、飛機和直升機
兒時的我很愛雨后捉蜻蜓。夏天一場大雨過后，街道上和低洼處到處是水坑。許多蜻蜓在水面上下飛舞，并不時用尾巴尖端表演“蜻蜓點水”的特技。我們就用長竿端部的網兜捕捉蜻蜓，捉到后用細線拴住它的腰部，看它在我的掌握之中亂飛，快樂異常。長大后對蜻蜓的興趣轉為對飛機的熱愛，考大學選了飛機設計專業。
飛機（為了與直升機區別，可稱其為“平飛飛機”，這里是按它們的飛行狀態來區分的）的機翼與蜻蜓的翅膀極為相似
自適應網格技術在直升機旋翼的數值模擬中目前是一種發展趨勢，但國內還比較少見。以高精度算法為基礎的高階曲線網格也是直升機空氣動力學研究的空缺。
摘要
我知道點進本文的讀者首先肯定想得到的是一個明確的答案，所以我覺得我最好還是先簡要概述一下題目中這個問題的答案好了：
從理論上來說，常規直升機旋翼的轉速是不變的，但是從實際飛行來說，旋翼的轉速會在一個非常小的幅度內變化，因而從理論上可以假設其不變。
不過這里所說的是常規直升機，如果研究的對象是一些復合構型的新型直升機，或者高速構型的直升機或者旋翼飛行器，其旋翼的轉速就不再是不變的了，關于這一點
