王奇, 吴文海, 曲志刚, 何健

(海军航空工程学院 青岛分院, 山东 青岛 266041)

0 引言

倾转旋翼机综合了直升机垂直起降与螺旋桨飞机高速巡航的能力,因而,在过去几十年里,倾转旋翼机研究获得了各国航空界的广泛关注[1-3]。文献[4-5]建立了倾转旋翼机三自由度运动模型,但模型中旋翼动力学简化过多;文献[6]建立了较为完整的六自由度运动模型,但对桨叶惯性力处理过度,其余气动部件(尤其是机翼)又过于简化,未考虑短舱动态以及气动部件间的相互气动干扰;文献[7]建立了倾转旋翼机模型,该模型适合进行飞行性能计算、飞行仿真与本体稳定性分析;杨喜立等[8]建立的模型侧重于旋翼动力学,未对其他气动部件及干扰特性进行深入分析;文献[9]针对倾转旋翼机过渡模式下的气动力干扰、重心变化、陀螺力矩对机体干扰等动力学问题,建立了较为完善的基本动力学模型,但未对相关力与力矩产生机理及控制面作用进行分析。

为便于进行飞行控制设计与仿真,对于短舱倾转动态、模式转换引起的机体结构参数变化、旋翼与各气动部件间的相互干扰等特性,在模型中需要给予考虑。而旋翼模型可适当简化,以便于控制量的分离与计算负荷的减少。

1 基本动力学方程

倾转旋翼机具有直升机与飞机的运动特性,详细描述其运动需要综合直升机与飞机相关坐标系,两种旋翼系统相关坐标系定义一致,研究中用到的坐标系为:地理坐标系、机体坐标系、气流坐标系、短舱坐标系、桨轴坐标系与桨叶坐标系等。……