【摘要】：提升直升機飛行性能一直是直升機領(lǐng)域的研究熱點之一,格尼襟翼在提升直升機性能、降低旋翼振動和噪聲等方面具有很大的應(yīng)用價值和潛力。本文給出了一種加裝格尼襟翼的槳葉結(jié)構(gòu),主要通過在槳葉中安裝壓電懸臂梁驅(qū)動格尼襟翼。首先推導(dǎo)了分別基于Euler-Bernoulli梁模型和經(jīng)典層合板理論的壓電懸臂梁自由端的偏轉(zhuǎn)位移表達式,采用算例驗證了其有效性。通過有限元方法分析了壓電懸臂梁各結(jié)構(gòu)參數(shù)對自由端偏轉(zhuǎn)位移的影響,結(jié)果表明,在其它條件一定的情況下,減小壓電片厚度和壓電作用區(qū)域越靠近懸臂梁根部能夠獲得相對較大的偏轉(zhuǎn)位移。隨后,對壓電懸臂梁進行了動力學(xué)分析,通過模態(tài)分析與諧響應(yīng)分析研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對各階模態(tài)固有頻率和共振狀態(tài)下的位移幅值影響,通過瞬態(tài)響應(yīng)分析得到了在相同偏轉(zhuǎn)位移下力與驅(qū)動電壓的關(guān)系和在不同頻率激勵下的位移響應(yīng)曲線。并且對在離心力場中的壓電懸臂梁進行了靜強度分析,結(jié)果符合強度要求。在此基礎(chǔ)上,將格尼襟翼的驅(qū)動機構(gòu)和槳葉進行集成設(shè)計,對驅(qū)動機構(gòu)、格尼襟翼以及各部件在槳葉中的布置和安裝進行了具體的分析,建立了加裝格尼襟翼槳葉結(jié)構(gòu)的三維模型,最終給出了用于研究壓電懸臂梁驅(qū)動性能和格尼襟翼偏轉(zhuǎn)位移的實驗方案。
【圖文】：

技術(shù)主要包括旋翼變轉(zhuǎn)速、旋翼變直徑、槳葉變弦長以及槳葉變負扭轉(zhuǎn)角等。在翼型上加如襟翼之類的微型增升裝置也可以有效提升直升機飛行性能。圖 1.1 給出了一些廣泛應(yīng)用統(tǒng)作動襟翼，能夠提供一定的增升效果。除了傳統(tǒng)作動襟翼之外，自適應(yīng)旋翼也可以為直旋翼提供顯著的性能提升。但是這些氣動增升裝置存在著明顯的不足，傳統(tǒng)的作動襟翼機雜、體積龐大，在設(shè)計和安裝上有一定的難度，而智能自適應(yīng)結(jié)構(gòu)技術(shù)實現(xiàn)難度較高、成較低。因此，格尼襟翼(Gurney Flap，GF)因其構(gòu)造簡單、設(shè)計成本低和可靠性高等特點引研究人員的廣泛關(guān)注。a.克魯格襟翼 b.開裂式襟翼c.單縫襟翼 d.雙縫襟翼

加裝格尼襟翼的旋翼結(jié)構(gòu)設(shè)計是 Libeck[2]，在對亞聲速翼型的增升措施研究中，Libeck 對格尼襟后 Libeck 給出了加裝格尼襟翼的 Newman 翼型低速風(fēng)洞實驗結(jié)果顯示翼型的升力和阻力都會增加，Liebeck 推測在靠近翼型后緣的翼型后緣角的增大而增強。而在迎角小于 8°時，格尼襟翼產(chǎn)生的著的增升效果，他認為格尼襟翼的高度應(yīng)該保持在 1%~2%弦長長度的升力系數(shù)與阻力系數(shù)同時增加，但在參數(shù)選取適當?shù)那闆r下，，翼于阻力系數(shù)上升的幅值，從而使升阻比增大，增升效果提升，而且效果也不相同。此外，格尼襟翼還能夠減輕直升機在高速前飛時的的氣動性能。格尼襟翼應(yīng)用于旋翼的優(yōu)勢在于：（1）體積小、重量高；（3）安裝簡便、便于維護；（4）增升顯著、性能穩(wěn)定。格尼襟翼常規(guī)增升設(shè)計而無須較大的結(jié)構(gòu)變動。直升機旋翼的減振和降噪對直升機部件結(jié)構(gòu)壽命等方面有重大意義，而格尼襟翼有利于結(jié)合作步提升旋翼性能或減振降噪�？偠灾�，加裝格尼襟翼是提升直升，開展加裝格尼襟翼的槳葉結(jié)構(gòu)設(shè)計研究具有重要意義和實用價值
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V275.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 曲紹鵬;李東明;;壓電雙晶片諧響應(yīng)有限元模擬分析[J];大連交通大學(xué)學(xué)報;2012年04期

2 周國慶;盧德軍;楊衛(wèi)東;;主動扭轉(zhuǎn)智能旋翼模型試驗研究[J];直升機技術(shù);2007年03期

3 董興建,孟光;壓電結(jié)構(gòu)的熱彈性比擬建模方法[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;2005年03期

4 陳勇,顧仲權(quán),陶寶祺,高N

本文編號：2594487