【摘要】：旋翼機(jī)作為一種利用前飛時(shí)的相對(duì)氣流吹動(dòng)旋翼自轉(zhuǎn)以產(chǎn)生升力的航空器,具有體積小、重量輕、效率高、能垂直起降等優(yōu)勢(shì),通常運(yùn)用于高端航拍、專業(yè)安防、管線巡視、無(wú)人機(jī)空中監(jiān)管等方面。目前旋翼機(jī)結(jié)構(gòu)中存在的主要問(wèn)題是:若采用外緣支承結(jié)構(gòu),支承處的結(jié)構(gòu)尺寸大、線速度高,常規(guī)機(jī)械軸承無(wú)法滿足要求;若采用中心軸支承結(jié)構(gòu),旋翼暴露在外面,且旋翼機(jī)軸向尺寸較大,旋翼機(jī)由于振動(dòng)較大降低隱身性能。針對(duì)目前旋翼機(jī)支承方面存在的缺陷,本文提出了將磁懸浮技術(shù)運(yùn)用于旋翼機(jī)支承的方案,即旋翼環(huán)結(jié)構(gòu)固定在旋翼機(jī)的機(jī)體內(nèi),盤式電機(jī)作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),通過(guò)磁懸浮支承的方式,將螺旋槳產(chǎn)生的升力通過(guò)磁力傳遞到旋翼機(jī)機(jī)身。該方法提高了旋翼環(huán)的轉(zhuǎn)速,降低了系統(tǒng)的摩擦,理論上消除了振動(dòng),提高了旋翼機(jī)的隱蔽性。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)依據(jù)磁懸浮支承的原理,設(shè)計(jì)出旋翼環(huán)的磁懸浮支承結(jié)構(gòu)。參考旋翼機(jī)設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)旋翼環(huán)軸向和徑向支承進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì),比較了不同方案的優(yōu)缺點(diǎn),采用了軸向EDS懸浮徑向EMS懸浮的混合磁懸浮方案。(2)運(yùn)用有限元軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的旋翼環(huán)支承部分進(jìn)行了磁場(chǎng)數(shù)值仿真分析,得到了旋翼環(huán)軸向和徑向支承結(jié)構(gòu)的磁場(chǎng)分布情況,研究了各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)磁懸浮支承性能的影響。通過(guò)仿真分析結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的軸向EDS懸浮系統(tǒng)和徑向EMS懸浮系統(tǒng)可以提供旋翼環(huán)工作時(shí)所需要的軸向和徑向支承力。(3)根據(jù)旋翼環(huán)轉(zhuǎn)子實(shí)際工作情況,運(yùn)用有限元軟件對(duì)旋翼環(huán)轉(zhuǎn)子的自由模態(tài)進(jìn)行了分析,得到了旋翼環(huán)轉(zhuǎn)子的前六階固有頻率和振型,為旋翼環(huán)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。(4)依據(jù)所設(shè)計(jì)的旋翼環(huán)軸向EDS支承結(jié)構(gòu),研制了旋翼環(huán)軸向支承特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了軸向EDS懸浮實(shí)驗(yàn),研究了EDS懸浮系統(tǒng)的支承特性,得到了不同氣隙下Halbach陣列受到的懸浮力隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。
【圖文】：

圖 1-1 第一架四旋翼直升機(jī)orge De Bothezat[22]在美國(guó)空軍部建造了一架的飛行試驗(yàn)，于 1922 年 12 月首飛，而且搭，仍未能達(dá)到穩(wěn)定飛行。人 Etienn Oemichen[23]的四旋翼直升機(jī)問(wèn)世于穩(wěn)定和控制飛機(jī)的推進(jìn)器以及另外兩個(gè) 的垂直飛行。人 Albert Gillis Von Baumhauer 開(kāi)發(fā)了配有傾斜盤和抗扭螺旋槳來(lái)集中循環(huán)控制的旋翼930 年報(bào)廢。0 年代中期時(shí)，自轉(zhuǎn)式旋翼機(jī)已經(jīng)服役了將發(fā)了一系列的技術(shù)突破，最終可在空中盤旋械效率、操控性差、安全性等種種原因逐公司于1958年為美國(guó)陸軍研制的VZ-7[24]，被

國(guó)內(nèi)主要有大疆公司、億航公司等在研究旋翼機(jī)，但都以商用或農(nóng)用旋翼機(jī)為主。圖1-2 為大疆 MG-1 多旋翼農(nóng)業(yè)植保機(jī)[27]。圖 1-2 大疆 MG-1 多旋翼農(nóng)業(yè)植保機(jī)近兩年，我國(guó)航空公司與國(guó)內(nèi)大學(xué)展開(kāi)合作共同研發(fā)新的旋翼機(jī)。圖 1-3 為天津大學(xué)自主研發(fā)的 FY-11 飛眼無(wú)人機(jī)，該工業(yè)級(jí)多旋翼無(wú)人機(jī)載重能力達(dá)到5kg，續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 50min，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性測(cè)試可以適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境，最大升限可達(dá) 5km，適應(yīng)高海拔作業(yè)。圖 1-3 FY-11 飛眼無(wú)人機(jī)目前，旋翼機(jī)的主要研究方向?yàn)閮A轉(zhuǎn)旋翼機(jī)[28-31]。雷虎飛行器公司研制出了一種“靈鵲”傾轉(zhuǎn)四旋翼無(wú)人機(jī)，，它結(jié)合了四旋翼和固定翼無(wú)人機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V275.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 安化君;郭東美;;旋翼機(jī)的工作原理探究[J];實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器;2010年06期

2 孫瑜;王道波;渠尊尊;張魯遙;楊軍;;變推力軸線自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的建模與特性分析[J];機(jī)械與電子;2017年06期

3 孫瑜;王道波;;一種新型無(wú)人自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)[J];兵器裝備工程學(xué)報(bào);2017年07期

4 佟剛;郝旭;;旋翼機(jī)復(fù)合材料旋翼槳葉設(shè)計(jì)制造及展望[J];航空制造技術(shù);2014年Z2期

5 王建宏;朱永紅;肖絢;王道波;;無(wú)人旋翼機(jī)滑跑起飛控制回路設(shè)計(jì)[J];伺服控制;2014年12期

6 吳江;;輕型自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)適航審定研究[J];科技視界;2015年13期

7 ;中國(guó)“獵鷹”旋翼機(jī)——特種行動(dòng)的利刃[J];現(xiàn)代軍事;2015年08期

8 李世秋;;無(wú)人自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)現(xiàn)狀及在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J];飛航導(dǎo)彈;2014年01期

9 申斌;吳一波;林冬生;;旋翼機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用[J];科技傳播;2013年23期

10 陳淼;王道波;盛守照;張?jiān)?;無(wú)人旋翼機(jī)轉(zhuǎn)彎飛行導(dǎo)航控制研究[J];電光與控制;2012年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 徐寧;馬東立;;復(fù)合自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)總體設(shè)計(jì)關(guān)鍵參數(shù)選擇方法[A];探索 創(chuàng)新 交流（第7集）——第七屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集（下冊(cè)）[C];2016年

2 章洪;;新概念“直升旋翼機(jī)”[A];第六屆中國(guó)科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

3 連歡;張春元;李貴乾;;長(zhǎng)航時(shí)多旋翼無(wú)人機(jī)的性能概述[A];OSEC首屆兵器工程大會(huì)論文集[C];2017年

4 郭羽舟;范子義;;多旋翼Falcon8無(wú)人機(jī)在風(fēng)電葉片檢測(cè)中的應(yīng)用[A];風(fēng)能產(chǎn)業(yè)（2018年1月）[C];2018年

5 王亞鋒;曹樂(lè);劉繼軍;;某型飛機(jī)雙聯(lián)座椅動(dòng)態(tài)適航試驗(yàn)研究[A];探索 創(chuàng)新 交流（第7集）——第七屆中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集（下冊(cè)）[C];2016年

6 ;旋翼無(wú)人機(jī)參賽報(bào)告[A];2004中國(guó)空中機(jī)器人大賽論文匯編[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 武建玲 通訊員 穆文濤 王曉寧;鄭州造國(guó)內(nèi)首款自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)取得“通行證”[N];鄭州日?qǐng)?bào);2018年

2 記者 李海滔;睿弛自轉(zhuǎn)旋翼機(jī)獲得適航認(rèn)證[N];長(zhǎng)白山日?qǐng)?bào);2018年

3 記者 高樺;全省將建11個(gè)無(wú)人旋翼機(jī)起降點(diǎn)[N];三晉都市報(bào);2018年

4 李昊;空直公司：混合動(dòng)力直升機(jī)投入使用為時(shí)尚早[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2016年

5 中航工業(yè)直升機(jī)所;聚焦市場(chǎng)深化合作 推動(dòng)通航產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2016年

6 記者 王睿;總投資40億元 年產(chǎn)旋翼機(jī)200架[N];天津日?qǐng)?bào);2017年

7 李昊;主動(dòng)控制旋翼技術(shù)的一些新進(jìn)展[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2017年

8 田聿;美國(guó)陸軍期待“勇敢”旋翼機(jī)[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2017年

9 Dan Lander 戴美玲;不朽的夢(mèng)想[N];北京科技報(bào);2017年

10 記者 王海榮 通訊員 陳杰;首架裝備級(jí)旋翼機(jī)，深圳造[N];深圳商報(bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前9條

1 廖懿華;適用于農(nóng)田信息采集的多旋翼無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 史添瑋;多旋翼飛行器目標(biāo)搜索定位與控制研究[D];東北大學(xué);2016年

3 姜悅寧;涵道共軸雙旋翼無(wú)人機(jī)氣動(dòng)外形關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2017年

4 王俊超;自轉(zhuǎn)旋翼飛行器飛行特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

5 陳淼;自轉(zhuǎn)式無(wú)人旋翼機(jī)飛行控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

6 肖中云;旋翼流場(chǎng)數(shù)值模擬方法研究[D];中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心;2007年

7 徐進(jìn);直升機(jī)大機(jī)動(dòng)飛行中旋翼非定�？諝鈩�(dòng)力研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

8 鄧寅U

本文編號(hào)：2594542