艦面旋翼瞬態氣動彈性回響及其控制研究

《艦面旋翼瞬態氣動彈性回響及其控制研究》是依託南京航空航天大學，由韓東擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：艦面旋翼瞬態氣動彈性回響及其控制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓東
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

直升機起動和停轉過程中，過大的旋翼瞬態氣動彈性回響對艦載直升機起降安全構成嚴重威脅，為研究艦面環境直升機旋翼的瞬態氣彈動力學問題，先建立旋翼的綜合動力學模型，包括旋翼結構、運動、氣動、誘導速度和槳葉與揮舞限動裝置碰撞等模型。然後將旋翼與機體和艦船模型相耦合，引入艦面流場模型，建立該系統的綜合動力學模型，以揭示艦面旋翼瞬態氣動彈性回響現象的本質和規律，並探討主導旋翼瞬態氣動彈性回響的艦面環境參數和影響程度。最後引入格尼襟翼作為旋翼瞬態氣彈回響的控制方法，探討其流動控制機理和規律，建立加裝格尼襟翼翼型氣動模型，並設計控制策略，抑制旋翼揮舞方向過大的瞬態氣動彈性回響。採用六自由度運動平台模擬艦船運動、模型艦船模擬艦船直升機甲板上方流場，通過風洞實驗研究艦面環境對旋翼瞬態氣動彈性回響的影響程度，在此基礎上加裝格尼襟翼，測試格尼襟翼用於控制艦面旋翼瞬態氣動彈性回響的有效性。

結題摘要

艦載直升機旋翼起動和停轉過程中，受到較強艦面來流時，易出現旋翼槳葉因揮舞過大與機體相碰事故。為了探究艦面旋翼瞬態氣彈回響問題的本質和控制方法，開展了直升機/艦船系統綜合動力學建模、艦面環境旋翼瞬態氣動彈性回響現象的本質和規律探討、艦面旋翼瞬態氣動彈性回響控制研究和艦面旋翼瞬態氣彈回響相關試驗等方面研究。重點針對直升機/艦船系統綜合動力學模型、艦面旋翼綜合動力學模型驗證、艦面流場特徵、艦面環境直升機甲板典型尺寸對直升機旋翼起動和停轉過程中的旋翼氣動彈性回響、典型參數對艦面旋翼瞬態氣彈回響影響、基於格尼襟翼和艦面射流的艦面旋翼瞬態氣彈回響控制以及模型槳葉揚起下墜碰撞回響、艦面流場和模型艦面旋翼瞬態氣彈回響等試驗進行了深入研究。通過研究表明，艦面複雜的氣動環境及艦船運動對旋翼起動和停轉過程瞬態氣彈回響影響明顯，通過加裝主動格尼襟翼可有效降低旋翼起動過程過大的瞬態揮舞負向位移，通過最佳化控制律可進一步提升控制效果，提出的在艦船加裝射流方法為抑制艦面旋翼瞬態氣彈回響提供了一種新方法。