李永寿

(中国飞行试验研究院， 西安 710089)

直升机稳态飞行时的操纵和载荷特性研究的主要目是获取直升机4个操纵量、2个姿态角和结构载荷随前飞速度等的变化规律。这是分析研究直升机飞行力学、结构动力学、操纵品质以及振动、噪声、疲劳载荷学科的重要基础，其正确与否不仅影响对直升机飞行操纵品质的分析，也会影响对直升机振动载荷的分析。

常规的综合气弹分析方法[1-2]预估直升机的操纵与载荷特性，普遍采用升力线理论或查表法等气动模型，很难捕捉细致的流场特性，无法满足直升机稳态飞行时操纵量与振动载荷的计算精度要求[3-4]。近些年，随着计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)技术的发展，国外学者首先将CFD 气动模型引入传统气动弹性模型，目的是将CFD 计算的气动载荷传递给结构模块，而结构模块又将计算的结果反馈给CFD模块，这就诞生了一种基于“CFD/CSD”耦合的计算方法，该方法克服了传统综合气弹分析方法中气动模型精度不足的缺陷，提升了对直升机的操纵和载荷特性的预估精度。比如2015年，Lim[5]耦合了基于Navier-Stokes方程的OVERFLOW2和CAMARADⅡ软件，考虑多段桨尖影响，对旋翼载荷特性和气动特性尝试了优化设计并取得了初步结果。目前，中国都是通过利用国外的样例直升机动力学模型和飞行试验数据开展CFD/CSD耦合方法研究，但起步较晚，仍处于发展阶段。其中南京航空航天大学研究得比较多，比如王松[6]、余智豪等[7]、马砾等[8]、黄道博[9]、李建东[10]、王俊毅等[11]、吴少杰等[12]、吴杰等[13]在近年来先后开展了CFD/CSD耦合方法在直升机桨叶振动载荷、配平预估上的应用研究，取得了一定成果。……