刘婷 刘平安 樊枫

摘要：针对高速直升机共轴刚性旋翼，开展了升力偏置对旋翼桨叶载荷和变形影响的计算研究。首先，基于CamradⅡ软件，建立适合于共轴刚性旋翼气动/结构计算模型，并采用相关试验数据进行了计算验证。在此基础上，针对共轴刚性旋翼的桨叶载荷和形变开展了计算研究，分析了升力偏置对共轴刚性旋翼桨叶气动力、桨叶剖面载荷、桨叶变形和桨尖间距的影响规律。计算结果表明，随升力偏置的增大，前行侧桨叶桨尖向上位移增大，后行侧向下位移增大，且后行侧桨尖位移受升力偏置影响比前行侧更显著；同时，桨尖后掠会使桨叶外段在后行侧产生一定的下垂量，影响桨尖间距，使桨尖间距变小。

关键词：共轴旋翼旋翼；升力偏置；桨叶变形；桨叶载荷；计算分析

中图分类号：V211.52文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.04.007

高速化是直升机未来重要的发展方向之一，也是当前国内外直升机技术领域的研究热点。其中，共轴刚性旋翼高速直升机是极具应用潜力的高速直升机构型。该构型高速直升机采用“前行桨叶”+共轴双旋翼+推力桨复合式构型，充分利用了旋翼前行侧动压大的优势，为后行侧卸载，削弱了后行桨叶动态失速问题。由于采用了共轴双旋翼构型，并且存在升力偏置特性，共轴刚性旋翼桨叶会在上旋翼的后行侧、下旋翼的前行侧相互接近，存在桨尖相碰的风险。另外，为了实现高速飞行，该构型直升机大幅减小了上下旋翼桨毂间距以降低气动阻力，这加剧了共轴刚性旋翼的飞行安全问题。……