旋翼
關注創建者：無人機工坊 創建時間：2020-08-03
旋翼的視頻教程
基于SCDM+FM+Fluent的bellbat傾轉旋翼機旋翼傾轉過程氣動仿真
采用了貝爾的傾轉旋翼戰斗機概念模型，進行傾轉旋翼的氣動仿真。 傾轉旋翼飛行器旋翼轉速600RPM，主旋翼從水平狀態往垂直狀態進行傾轉，傾轉速度15rpm，計算旋翼傾轉過程的瞬態過程?？梢垣@取傾轉過程中的旋翼拉力，下洗速度、機身壓力分布等各種數據。
￥309 1小時34分鐘 420播放
查看
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；
￥210 1小時28分鐘 266播放
查看
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）
1.本課程首先詳細講解了旋翼的建模過程、可以幫助初學者掌握采用Profili和Catia對旋翼進行三維建模； 2.本課程在Star ccm軟件中對旋翼進行了前處理，可以幫助初學者掌握Star ccm的建模模塊； 3.本課程在Star ccm軟件中對旋翼進行了細致的網格劃分，可以幫助初學者掌握Star ccm軟件網格劃分的策略，讓初學者更快掌握Star ccm軟件中的網格劃分功能。
￥60 1小時4分鐘 983播放
查看
旋翼的實例教程
雙旋翼飛行器（兩軸飛行器，Bi-copter）是一種新構型的無人機，可以通過改變兩個電機的角度來控制姿態。與四旋翼相比，雙旋翼使用更少的電機，因此重量和能耗都更低。在續航能力上，目前續航時間已經是四旋翼無人機的一大痛點，雙旋翼飛行器要比四旋翼更勝一籌，因此更加靈活高效的雙旋翼有較好的發展空間。與四旋翼相比，其僅有的兩個旋翼意味著當某個電機或旋翼發生故障時后果更加嚴重：一旦某個旋翼的拉力減小，機體便會側翻墜落，造成危險。因此，對雙旋翼飛行器的容錯控制研究是很有必要的。
圖1：極飛科技V40無人機
圖2：零零科技V-Coptr Falcon
圖3：一種雙旋翼模型機
本文介紹了雙旋翼飛行器的原理和模型，設計了容錯控制器，可以控制雙旋翼正常飛行，并在不做故障診斷和控制器重構的情況下，發生單側旋翼效率下降或失效故障時使飛行器通過自旋來避免側翻墜落，保持高度和降落。
本文導讀
1. 研究問題
2. 控制器設計
3. 綜合仿真與視景顯示
1. 研究問題
本文所要解決的是雙旋翼飛行器的容錯控制問題，即使得雙旋翼在一側旋翼拉力減小時避免翻轉墜落，保證飛行器的安全，甚至使飛行器可以實現對位置的完全跟蹤。采用被動容錯的方法，不使用故障檢測和隔離（FDI），在正常情況和故障情況下使用同一種控制策略，控制器自行得出當前飛行器的最佳狀態并保持。
展開 共軸剛性旋翼概念
共軸剛性旋翼是國內對前行槳葉概念（
ABC
）的別稱
，源自文藝復興時期達
·
芬奇的
“
旋翼機
”
假想圖，但是由于它對旋翼結構的要求遠遠超出了當時的技術水平，直到
20
世紀
60
年代，西科斯基公司采用鈦合金制造旋翼槳葉以探索共軸剛性旋翼技術，才正式開啟了西科斯基公司長達近
60
年的共軸剛性旋翼構型高速直升機的研發之路
。
常規直升機旋翼受到前行槳葉激波限制（見圖
1
）和后行槳葉失速限制（見圖
2
），飛行速度最大只能到
300km/h
左右。而共軸剛性旋翼構型高速直升機打破了常規直升機旋翼的工作原理（見表
1
），采用前行槳葉概念和共軸雙旋翼構型，只通過旋翼前行側提供升力，后行側不提供升力，充分利用了旋翼前行側動壓大的優勢，避免了后行側失速對飛行速度的限制；同時，在高速飛行時，降低旋翼轉速以減弱前行槳葉激波的限制，并采用輔助推進裝置
(
推力槳
)
提供足夠的前進力。該構型直升機結構緊湊，保留并提升了常規直升機低空機動能力，可實現大幅度的速度提升。
二戰后，美國經濟和科技高速發展，試飛了多種復合式高速直升機，并有明確的計劃牽引和競爭決策機制。在該背景下，
1964
年起，美國西科斯基公司對前行槳葉概念旋翼進行了大量的探索性研究和技術攻關，包括旋翼氣動設計、剛性旋翼結構設計、動力學設計、飛行操縱與控制、縮比模型風洞試驗等，并于
1970
年在
NASA-AMES 40ft×80ft
風洞中進行了全尺寸共軸剛性旋翼風洞試驗驗證，這標志著前行槳葉概念旋翼的理論分析和試驗研究達到了頂點，并初步驗證前行槳葉概念旋翼系統的技術可行性和性能潛力。
展開 直升機和旋翼機都是通過旋翼來產生升力的，因此解釋升力產生的許多基本空氣動力學原理對兩種飛行器而言是相同的。
這些基本原理在《第2 章：一般的空氣動力學》里有詳細的解釋，這些原理也同樣構成了旋翼機空氣動力學討論的基礎。
[自旋]
直升機和旋翼機之間一個根本的不同在于：在依靠動力維持飛行的過程中，旋翼機旋翼系統工作在自旋狀態下。這意味著旋翼依靠向上流過翼面的氣流維持自身的自由旋轉，而不是通過發動機的動力旋轉翼面，從上方吸收氣流。
[圖16-1]在自旋過程
中產生的力一方面維持旋翼的旋轉，另一方面產生將飛行器維持在空中的升力。從空氣動力學的角度而言，在正常飛行時旋翼機旋翼系統的運轉和直升機的旋翼系統在發動機失效時，向前自旋下降時的運轉方式一樣。
圖 16-1. 在旋翼機上氣流通過旋翼系統的方向和動力飛行狀態下的直升機相反。這些氣流是把動力從旋翼機發動機傳送到旋翼系統并保持旋翼自轉的媒介。
**********************************************************************************************
[垂直自旋]
在垂直自旋過程中，旋翼槳片遇到的相對風由兩個基本的組成部分。如圖16-2所示，一個是向上的通過旋翼系統的空氣流，在一個給定的飛行條件下該氣流保持相對不變。另一個分量是槳葉旋轉造成的周向氣流（旋轉方向的相對氣流，譯者注）。這個分量的大小和離開旋翼葉轂的距離關系很大。
舉例來說，考慮一個轉速300轉/分鐘(r.p.m)的直徑25 英尺的槳盤，在離開旋翼葉轂1英尺的位置上的一點，槳葉沿著一個周長6.3英尺的圓運動，這時的線速度大約為31.4英尺/秒(f.p.s) 或者21英里/小時(m.p.h)。
展開 多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器實際上是電動版的復合式直升機。電動多旋翼相當于復合式直升機的單/雙旋翼，是專門用于提供升降力的推進器，電動螺旋槳是專門用于前向飛行的推進器，多旋翼的支撐結構可作為飛行短翼，在前向飛行時減輕多旋翼的升力負擔。
共軸雙槳復合式直升機
同多旋翼型 eVTOL飛行器和機翼+螺旋槳+多旋翼型eVTOL飛行器一樣，在此簡要評估一下此種類型 eVTOL 飛行器的飛行性能：
Eve Air Mobility Eve V3 網址：https://evtol.news/embraer/
垂直飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，可靈活設計電動旋翼的直徑尺寸、功率載荷、旋翼數量，電動螺旋槳數量以及安裝位置、結構布局。
懸停狀態飛行：電動旋翼安裝位置距離飛行器重心遠，控制力矩大；電動旋翼在水平面上多位均勻布局，量化了方位角度，控制響應快；電動旋翼同型號的數量多，便于設計交替冗余使用。遇有強風干擾，電動螺旋槳能夠逆風推進，提高飛行器的抗風性能。
起降狀態飛行：垂直起飛時，電動螺旋槳能夠快速強力推進飛行器，加快從懸停到前飛狀態的過渡時間，減少懸停能量消耗；降落進近時，電動螺旋槳能反向推進為飛行器剎車，避免機頭上揚影響駕駛員著陸操縱視線。
前向飛行性能：
多旋翼+螺旋槳型 eVTOL 飛行器，專門由電動螺旋槳提供前向水平推進動力，能夠保持多旋翼槳盤平面處于水平狀態，使各個電動旋翼能夠均勻提供升力，避免了前后電動旋翼功率需求差異過大的困境。
電動旋翼支架結構能夠進行翼型設計，前向飛行時產生附加升力，提高飛行器的升阻比。
展開 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。當轉軸角（與豎直軸的夾角）接近90度時，旋翼就變成螺旋槳，飛行速度由300公里/時，提高到500公里/時?，F在，美國V-22部署到東亞美軍駐日基地，對中國進行威懾。
圖5 V-22“魚鷹”傾斜（傾轉）式旋翼飛機
直升機旋翼動力學奧妙與動量矩守恒律
前邊提到，單旋翼直升機除了有一個大的旋翼外，在尾部還有一個小的尾旋翼（也叫尾槳）。圖6是一個帶鑲嵌式尾旋翼（尾槳）的直升機。尾槳產生的作用力沿水平方向，并且與機身垂直，對機身重心有一個力矩（轉矩）。
展開 
旋翼的相關專題、標簽、搜索
旋翼的最新內容
通過耦合 FlightSteam 高效面元法快速完成氣動外形、旋翼干擾等分析，以及 SimSolid 無網格快速評估結構靜/動強度、熱力學性能等，賦能 eVTOL 概念設計階段方案快速評估與選型。</p><p><strong>4. 數實融合+AI 賦能，Simcenter TEST 助力 eVTOL 適航取證和研發測試。
，FENSAP飛行器聯合旋翼結冰防冰解決方案等。
，FENSAP飛行器聯合旋翼結冰防冰解決方案等。
，FENSAP飛行器聯合旋翼結冰防冰解決方案等。
，FENSAP飛行器聯合旋翼結冰防冰解決方案等。
，FENSAP飛行器聯合旋翼結冰防冰解決方案等。
在旋翼機體仿真場景下，LBM 求解器可以實現：
精確描述旋翼和機體的形狀和位置
準確獲取旋翼表面的壓力分布
獲取旋翼關鍵空氣動力參數
捕捉氣流的紊流特性和渦旋結構
模擬旋翼尾流的發展和傳播
模擬尾流與機身等部件的相互作用
在此技術支持下，UAVSim APP中可以通過調整旋翼的幾何參數（如槳葉形狀、長度、扭轉角等）和飛行工況參數（如飛行速度、姿態角等
無人機整機展區將匯聚全球各類先進無人機整機產品，包括多旋翼無人機、固定翼無人機、直升機無人機、垂直起降無人機等。從小巧便攜的消費級無人機，到功能強大、性能卓越的工業級無人機，一應俱全。零部件及配件展區集中展示無人機所需的各類核心零部件及配件，如電機、電調、飛控系統、GPS模塊、電池、螺旋槳、遙控器等。
H-13直升機3D模型6個月前
其緊湊的尺寸和出色的機動性使其成為輕型通用直升機的先驅，為未來旋翼飛機的發展鋪平了道路。
該軟件為用戶提供了完整的幾何清理功能，通過自研的網格模塊，根據無人機真實工況生成自適應網格，進而利用LBM求解器進行計算，實現了對旋翼機體的數值仿真。這款軟件易于操作，界面設計簡潔直觀，產品經理也可輕松上手。
