迅鹰技术报告DOC.docx

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迅鹰技术报告DOC

沈阳航空航天大学

未来飞行器

之迅鹰

倾转旋翼

学院：

航空航天工程学部

团队成员：

薛松

指导教师：

牛猛

摘要

倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机特点融为一体的新型飞行器，有人形象地称其为--空中"混血儿"。

在各种飞行器中，最奇特的是直升机。

它在空中能自如地向前飞，后退飞，侧着飞，甚至翻筋斗，它可以不需要机场，只要有块小空地，便能起飞降落，并可垂直升降，平稳地悬停在空中!

虽有以上优点，但仍有速度低、航程短、可靠性差、噪音大、操纵复杂、事故率高的缺点。

这些缺点，特别是速度低，安全性差，是直升机与生俱来的，难以根本改进。

因此人们梦想着能设计出新的更好的飞行器以超越直升机。

倾转旋翼应用而生。

倾转旋翼飞行器利用旋翼倾转实现直升机飞行模式和飞机飞行模式之间的动态转换，改变了传统的直升机与飞机二类飞行器不能转换的设计思想，实现了单一飞行器既能空中悬停、低速前飞、后飞、侧飞，又能高速远距离飞行，融合了直升机和飞机的优点，展现出广阔的应用前景。

旋翼倾转给飞行器带来诸多好处同时，不可避免地提高了设计技术难度，尤其是旋翼拉力矢量变化、旋翼/机翼间气动干扰使飞行器的飞行动力学问题更加复杂，给倾转旋翼飞行器的飞行控制系统设计带来了极大的挑战。

目录

一设计背景......................................4

二飞机总体布局..................................6

1飞行器参数................................6

2确定飞机构型..............................6

3视图......................................7

4机体外形的初步设计.........................7

三确定主要参数..................................8

1．根据设计要求：

............................8

2．预估数据（参考统计数据）..................8

3．电机机选择................................8

四机翼外形初步设计..............................9

1．翼型：

....................................9

2．机翼平面形状的设计，计算平均气动弦的位置和长度............................................12

3．机翼安装角.................................12

4．翼梢形状...................................12

5．起落架布置.................................13

6．飞机镂空图.................................14

五飞行原理.........................................15

六创新点.........................................16

七缺点...........................................17

八参考文献.......................................18

一设计背景

与直升机相比，倾转旋翼机航程远，航速高。

在特种作战中，一般都是以直升机作为运载工具，就以美国著名的CH－46D“海上骑士”直升机为例，其最大巡航速度为268公里/小时、航程仅为366公里，如此短的航程和过慢的航速已不能满足特种行动的需要。

而在满载、垂直起降的情况下，航程超过2200公里，在满载、短距起降条件下，甚至能达到约3000公里的航程。

据称，一架V－22“鱼鹰”从夏威夷起飞后，通过各个美军基地的转场飞行，即可到达世界上大部分地区，这样的高航程，使行动部队深入到偏远地区实施作战任务成为了现实。

倾转旋翼机凭借着其高速性，能使行动部队以较快速度通过危险地区，而且它还有能力在一个夜间就把作战人员输送到数百公里以外的行动地点，在完成任务后又可以迅速返航。

我国倾转旋翼机的研究起步晚，很多关键技术还在摸索阶段。

“蓝鲸”为四倾转旋翼构型，商载达到20吨；巡航速度538千米/时；航程3106千米/时。

在科研人员的构想中，“蓝鲸”采用可收放起落架，具备垂直起降和滑跑起降能力，配备四台发动机，余度设计确保两台发动机失效后还能安全飞行。

“蓝鲸”兼具振动小、噪声小、耗油率低、运输成本低等特点。

“蓝鲸”结构布局中旋翼安置在远离机身的机翼尖端，且旋翼直径较小，因此其座舱的振动水平低于一般的常规直升机，并且由于主要的噪声源——旋翼，远离座舱，因此座舱内的噪声比普通直升机小很多。

综合考虑“蓝鲸”耗油量少、速度快、航程大、载重大等优点，其运输的成本仅为常规直升机的1/2

以此为背景，故想建立一个倾转旋翼模型。

二飞机的总体布局

1飞行器参数

1机长：

1.2m

2翼展：

2.0m

3机高：

0.25m

4空重：

3kg

5拉力：

4kg

6主翼展弦比：

5.4

7鸭翼展弦比：

5.3

8鸭翼展长：

0.8m

2确定飞机构型

1）鸭翼布局

2）机翼：

后掠翼

3）在机翼上安装电机

4）起落架：

前三点式，安装在机身上

3视图

主视图

俯视图左视图

4机体外形的初步设计

三确定主要参数

1．根据设计要求：

–航程:

Range=1.5km

–巡航速度:

20m/s

–巡航高度:

20m；

2．预估数据（参考统计数据）

–耗电量5min

–升阻比L/D＝6

3电机机选择

朗宇电机2814

四机翼外形初步设计

1翼型：

mh114

其参数如下：

Airfoilname:

MH114

UpperXUpperY

0-0.2030

0.1320.70

0.6571.7860

1.5712.9710

2.8734.2040

4.5595.4450

6.6186.6610

9.047.8220

11.8078.9040

14.9019.8830

18.29610.7390

21.9711.4530

25.89512.0120

30.04312.4090

34.38112.6390

38.87112.7010

43.47112.5960

48.14412.3260

52.84811.8960

57.54311.3110

62.19210.5830

66.7579.7270

71.2098.7670

75.5057.7370

79.6026.6690

83.4515.5970

87.0044.550

90.2113.5580

93.0242.6450

95.3911.8260

97.2931.1010

98.730.5070

99.6670.1270

10000

0

LowerXLowerY0

0-0.2030

0.399-0.8370

1.424-1.270

3.025-1.5910

5.172-1.7920

7.845-1.8760

11.023-1.8450

14.677-1.710

18.775-1.4830

23.277-1.1790

28.136-0.8160

33.3-0.4120

38.7120.0160

44.310.4480

50.0280.8630

55.7971.240

61.5451.5560

67.191.7910

72.6471.9270

77.8281.9560

82.6461.8770

87.0181.6970

90.8681.430

94.1251.0910

96.7090.7070

98.5520.3460

99.6410.0910

10000

翼型二ClarkY

2．机翼平面形状的设计，计算平均气动弦的位置和长度：

3机翼安装角：

压翼型迎角2°

4翼梢形状：

采用翼梢小翼结构，可以减少翼梢外气流漩涡效应，对漩涡进行遮挡，并且翼梢涡在翼梢小翼上产生升力，方向向前，减少阻力。

图如下：

5起落架布置

前三点式

停机角

着落角

防后倒立角

6飞机镂空图

五飞行原理

本机采用六台大小相同的螺旋桨升力发动机，提供飞机垂直起降时的升力，以三轴类型上下安装以取消奇数桨反扭力矩；通过对六台发动机转速的控制来保证飞机悬停时的姿态稳定。

该种方式效率高，抗风性强，载荷大，易于控制

改平飞时，后四台发动机缓慢倾转至九十度，机身上的发动机停止转动，飞机前进，到达一定速度，飞机进入巡航状态。

六创新点

飞机采用鸭翼式布局，由于机翼中间有槽，势必损失升力故采用鸭翼提供部分升力，机身为从翼型库导出来的翼型，提供机翼损失的升力，结构简单，重量轻‘

Ø垂直起飞段，以六台螺旋桨电机为动力，APM飞控辅助增稳，类似六轴飞行器；

Ø转换段，待飞机到达一定高度，机翼发动机倾转，飞机前进，机身发动机关闭；

Ø巡航段，以四台发动机为动力，以常规飞行器姿态巡航飞行。

Ø采用圆环式连接法，将断开的肋连接在一起，一方面加固了机翼使整体强度增加，另一方面便于蒙皮

七缺点

Ø不可否认本机发动机的安装位置势必使机翼损失大部分升力，即使鸭翼与机身的设计能够提供部分升力，但无法填补机翼损失升力的事实

Ø鉴于我初入航空模型，资历尚浅，对于翼型的选取以及气动布局的设计必定存在某些缺陷！

附录

[1]刘伟民.法导民航蓝天臻祥——纪念《民用航空法》实施6周年[J].中国民用航空.2002（03）

[2]邵箭.回顾了解和执行民用航空法的最新指南——评《民用航空法概念》[J].航空维修与工程.2007（01）

[3]航空空间消息[J].航空知识.1995（07）

[4]航空航天伍德福德著;高瑄译济南山东教育出版

[5]航空航天技术概论宋笔锋主编北京国防工业出版