武上景 鲁可 汪正中 李春华

摘要：前行桨叶概念（ABC）高速直升机采用共轴刚性旋翼、推力复合、操纵复合等先进技术大幅度提升飞行速度的同时也带来了复杂的冗余操纵问题，主要表现在：推力复合带来的旋翼/推力螺旋桨推力控制冗余问题；利用周期变距差动控制共轴刚性旋翼升力偏置问题；共轴刚性旋翼/尾舵面操纵复合带来的俯仰、偏航操纵冗余问题。本文基于共轴刚性推力复合式高速直升机飞行动力学模型，以需用功率最小和满足飞行品质要求为目标，对上述问题开展了分析研究，并提出了解决思路和具体解决方案，可为未来前行桨叶概念高速直升机设计提供参考。

关键词：前行桨叶概念；共轴刚性旋翼；高速直升机；横向升力偏置；操纵冗余

中图分类号：V211文献标识码： ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.04.010

基金项目：航空科学基金（2016ZA02001）

前行桨叶概念高速直升机[1]采用共轴刚性旋翼、复合推力及复合操纵等先进技术大幅度提升了最大前飞速度。XH-59A前行桨叶概念高速验证机飞行速度达到了487km/h[2]，2005年西科斯基公司再次启动高速直升机研究项目，推出了X-2演示验证机。X-2于2008年8月首飞，并于2010年9月进行的飞行试验中创造了463km/h的速度纪录[3-4]。

共轴刚性旋翼具有挥舞刚度大、挥舞频率高、挥舞响应滞后角（20°～40°）明显小于常规旋翼（80°～90°）等特点。如图1所示，由于挥舞刚性和共轴反转，前行桨叶概念（Advancing Blade Concept，ABC）旋翼可以充分发挥前行侧升力潜能并且可以抵消升力不平衡导致的滚转力矩。

随着前飞速度的……