马 超 曹义华 徐忠达

(北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京100191)

直升机吊挂重物飞行是直升机飞行科目的重要内容之一.直升机吊挂飞行，不受到直升机机身容积、起飞地形环境等制约条件的限制，在战略物资运输、灾区快速援助、地质矿产勘探等方面有着广泛的应用.

国内外对直升机吊挂的研究主要集中于飞行过程中吊挂重物对直升机飞行动力学与飞行品质的影响.国外对直升机吊挂的飞行动力学与飞行品质问题研究开始较早，且已取得一系列研究成果［1－3］;国内近几年才相继开展相关方面的研究，也取得了一定的成果［4－5］.

在对直升机吊挂流场的研究中，国外多采用风洞实验与飞行试验的方法，着重考察吊挂物体自身绕流流场与稳定性问题.文献［6］在对直升机吊挂进行风洞实验过程中发现，在吊挂尾部安装尾鳍有利于吊挂的稳定性.文献［7］对UH-60黑鹰直升机吊挂进行了风洞实验，通过飞行试验对不同构型尾鳍的吊挂进行了稳定性分析.

本文采用计算流体力学(CFD，Computational Fluid Dynamics)方法，计算并考察了两种直升机吊挂构型的气动力与绕流流场特性，研究了吊挂尾鳍保证吊挂航向稳定性的作用机理.在忽略空气摩擦阻力的假设条件下，建立了吊挂摆动的运动方程，提出使摆动运动固有频率等于1的设计准则，利用该准则对第2种吊挂构型进行了尺寸设计.

1 第1种吊挂流场分析

本文计算的第1种吊挂构型被广泛用于直升机森林矿……