无减摆器旋翼桨叶气弹稳定性关键参数与数值模拟

本文主要探讨了无减摆器旋翼桨叶的气弹稳定性问题，这是一种在直升机设计中具有重要意义的特性，特别是在追求结构简化、降低气动阻力以及易于维护的现代旋翼系统中。无减摆器旋翼的优点在于其桨毂设计简单，减少了机械复杂性和维护工作，然而，由于缺少传统的减摆器，桨叶的摆振稳定性成为了关键因素。 文章首先介绍了无减摆器旋翼的背景及其带来的挑战，即需要确保桨叶在摆动过程中具备足够的阻尼，以防止过度振动和可能的结构损坏。作者提出了一种基于气弹耦合的方法来解决这一问题，这种方法通过建立非线性气弹动力学模型来模拟桨叶的动态行为。 模型考虑了桨叶的多个结构参数，如预锥角、下垂角、后掠角和预扭角，这些参数对气弹稳定性有显著影响。通过伽辽金方法，作者将复杂的偏微分运动方程转化为非线性常微分平衡方程和关于平衡位置的小扰动运动方程，这使得稳定性分析变得更加直观和精确。 文章深入分析了这些参数如何影响桨叶的气弹稳定性，包括它们对阻尼特性、自然频率以及非线性效应的影响。数值结果表明，通过优化这些结构参数和利用气弹耦合效应，可以有效地提高无减摆器旋翼桨叶在摆振方向的气弹稳定性。 此外，文中还提到了研究工作的资金支持情况，由国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金共同资助。作者夏品奇教授作为主要贡献者，强调了该研究对于推进旋翼技术发展的实用价值。 这篇论文提供了一个重要的工程技术和理论研究视角，对于理解和提升无减摆器旋翼系统的气弹稳定性设计具有重要的指导意义，对于直升机设计工程师和学术研究人员来说，是深入理解旋翼动态性能的重要参考资料。