NASA大型民用倾转旋翼机进展研究

倾转旋翼机螺旋颤振稳定性研究邓旭东;胡和平【摘要】为揭示旋翼设计对倾转旋翼机气动弹性稳定性的影响机制,探索通过改进桨尖形状提升机翼颤振稳定性的方法,采用Hamilton能量原理推导了旋翼/短舱/机翼耦合动力学方程,建立了适用于气动弹性稳定性分析的配平与特征值求解方法.以XV-15倾转旋翼机为例,计算了风车状态下机翼的模态特性,结果表明当前进比超过0.9,机翼的一阶弦向和法向模态先后进入不稳定区域;经与参考文献数据对比,验证了理论模型的有效性.研究了旋翼桨尖后掠角、下反角以及尖削比对倾转旋翼机螺旋颤振稳定性的影响,结果表明后掠与下反设计有利于增强机翼模态阻尼.最后通过对比不同设计组合,总结了提升倾转旋翼机螺旋颤振稳定性的旋翼桨尖设计方法.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2018(036)006【总页数】6页(P1041-1046)【关键词】倾转旋翼;螺旋颤振;稳定性;模态阻尼;桨尖设计【作者】邓旭东;胡和平【作者单位】中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室,江西景德镇333001;中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室,江西景德镇333001【正文语种】中文【中图分类】V275.1;V212.12+10 引言螺旋颤振是倾转旋翼机固定翼模式下的重要气动弹性稳定性问题，其本质是一种自激振动。

大速度前飞时，旋翼轴向来流速度大，桨叶的挥舞、摆振运动会在桨盘平面内产生较大的交变载荷，并通过倾转机构传向机翼，从而引发机翼受迫振动。

随着速度增加，当机翼自身的气动与结构阻尼无法耗散振动能量时，发生失稳现象。

颤振失稳可导致机体结构迅速破坏，严重影响飞行安全。

美国Bell公司从20世纪50年代开始实施倾转旋翼工程样机的研制，相关高校与科研机构围绕倾转旋翼机气动弹性稳定性问题开展了一系列研究工作。

Wayne Johnson在大量工程假设的前提下，提出了倾转旋翼/机翼耦合系统的九自由度模型[1]，该模型得到了持续改进，后被广泛应用于倾转旋翼机螺旋颤振稳定性研究。

倾转旋翼机行业报告引言。

倾转旋翼机是一种具有垂直起降和水平飞行能力的飞行器，它结合了直升机和固定翼飞机的优点，具有灵活性和高速飞行能力。

近年来，倾转旋翼机在军事和民用领域都取得了重大进展，成为航空领域的研究热点。

本报告将对倾转旋翼机行业的发展现状、市场前景和技术趋势进行分析，为相关行业提供参考。

一、倾转旋翼机行业发展现状。

1.1 技术成熟度。

倾转旋翼机作为一种新型飞行器，其技术成熟度相对较低。

目前，全球范围内只有少数公司和研究机构在倾转旋翼机领域取得了重大突破，如波音、贝尔直升机公司、欧洲直升机公司等。

这些公司在倾转旋翼机的设计、制造和测试方面积累了丰富的经验，推动了该领域的发展。

1.2 应用领域。

倾转旋翼机具有广泛的应用前景，主要包括军事、民用和特种领域。

在军事领域，倾转旋翼机可以用于侦察、运输、战术打击等任务；在民用领域，倾转旋翼机可以用于城市交通、医疗救援、物流运输等领域；在特种领域，倾转旋翼机可以用于海上救援、边境巡逻、野外探险等任务。

1.3 市场规模。

目前，倾转旋翼机市场规模相对较小，但随着技术的不断进步和成本的不断降低，倾转旋翼机市场规模有望逐渐扩大。

根据市场研究机构的数据显示，全球倾转旋翼机市场规模预计将在未来5年内保持10%以上的年均增长率。

二、倾转旋翼机行业市场前景。

2.1 军事市场。

在军事领域，倾转旋翼机具有独特的优势，可以满足快速部署、迅速响应的需求。

随着全球军事现代化的加速推进，倾转旋翼机在军事市场上有望获得更多的订单和应用机会。

2.2 民用市场。

在民用领域，倾转旋翼机可以解决城市交通拥堵、医疗救援难题，为城市发展和人民生活带来便利。

随着城市化进程的加快和人们对出行效率的需求增加，倾转旋翼机在民用市场上有望获得更多的应用机会。

2.3 技术创新。

随着航空材料、动力系统、飞行控制等技术的不断创新，倾转旋翼机的性能将不断提升，包括飞行速度、续航能力、安全性等方面。

这将为倾转旋翼机在各个市场领域的应用提供更多可能性。

倾转旋翼行研报告介绍如下：一、行业概况倾转旋翼机是一种将固定翼飞机和直升机的特点融为一体的飞行器，通过倾转旋翼结构实现垂直起降和前飞。

随着航空技术的不断发展，倾转旋翼机在军用和民用领域的应用越来越广泛，市场需求不断增长。

二、市场前景1.军用领域：倾转旋翼机在军用领域具有广泛的用途，包括侦察、运输、攻击等。

随着全球安全形势的不断变化，各国对倾转旋翼机的需求不断增加，市场前景广阔。

2.民用领域：倾转旋翼机在民用领域的应用包括搜救、消防、医疗急救等。

随着社会对快速响应和服务质量的要求不断提高，倾转旋翼机在民用领域的应用也将得到更广泛的发展。

三、技术发展趋势1.先进材料：随着材料科学的发展，倾转旋翼机将采用更轻、更强、更耐腐蚀的材料，以提高飞行性能和降低维护成本。

2.先进推进系统：未来的倾转旋翼机将采用更高效、更可靠的推进系统，以提高飞行效率和降低油耗。

3.智能化控制：随着人工智能技术的发展，未来的倾转旋翼机将实现智能化控制，提高飞行安全性和操作便捷性。

四、竞争格局目前，全球倾转旋翼机市场主要由美国和欧洲的企业主导。

其中，美国的企业在技术和市场上处于领先地位，欧洲的企业也在不断加大投入，积极发展自己的倾转旋翼机技术。

五、投资风险与机会1.投资风险：由于倾转旋翼机的技术复杂性和高风险性，投资者需要承担一定的技术风险和市场风险。

此外，政策法规的变化也可能对行业的发展产生影响。

2.投资机会：随着倾转旋翼机市场的不断扩大和技术的不断进步，投资者可以在相关领域寻找投资机会。

例如，可以关注相关企业的技术创新和产品研发，以及行业政策的调整和市场需求的增长。

六、结论与建议1.结论：倾转旋翼机作为一种独特的飞行器，在军用和民用领域具有广泛的应用前景。

随着技术的不断进步和市场需求的增长，行业的发展前景看好。

2.建议：投资者可以关注倾转旋翼机领域的投资机会，但需要注意技术风险和市场风险。

同时，建议企业加大技术创新和产品研发的投入，提高核心竞争力，以适应市场的变化和需求的发展。

NAS A大型民用倾转旋翼机进展研究刘春明 罗继业(上海飞机制造有限公司情报档案馆,上海200436)R esearch o f NA SA L arge C iv il T ilt Ro to r D eve lopm entL iu Chunm i n g Luo Jiye(Inte lligence&A rchives,Shanghai A ircraftM anufact uri ng CO.,L t d,Shanghai200436)摘要:倾转旋翼机是一种结合固定翼飞机和旋翼飞机双重优势的新型飞机,它具有速度快、油耗低、垂直起降等特点。

在波音和贝尔公司联合研制的军用倾转旋翼机取得成功后,NASA试图在相关技术的基础上研制出一种90座、航程约为1200n m ile、速度约为600km/h的新型先进民用倾转旋翼支线飞机,进而取代现役固定翼支线飞机。

通过系统地搜集和科学地分析,明晰了NASA大型民用倾转旋翼机项目的内容、进展、风险和影响并对ARJ21支线项目提出早期预警。

关键词:民用倾转旋翼机;第二代大型民用倾转旋翼机;支线飞机;预警分析A bst ract T iltro t or is a ne w t ype of a i rcraft wh i ch co mb i nes bo t h advan t ages of fi x ed w i ng craft a nd rot o rcraf,t w it h c haracteristic of fast speed,lo w oil co n s u mpti o n,plu mb taki ng off a nd la nd i n g.After t he success of m ilitary L CTR developed by Boei n g a ndB ell Co mpa ny,NASA atte mpt t o develop a n e w a dva nced regi onal ci vil tiltro t or,w it h90 sea,t a bout1200s ea m ile voya ge,a nd600k m/h s peed,to repla ce acti ve du t y fi xe d w i ng regi onal ai rcraf.t Th ro ugh syste m i c co llecti o n a nd sci en ti fi c a n alyses,the arti cle analyzed the co n ten,t developmen,t ri sk a nd i nfecti o n o f NASA LCTR,a nd bri ng for w ard w arn i ng f or ARJ21.K eywords C i v il T i ltrotor;Large C i vil TiltRotor G e n2;Regi ona l Aircraf;t Pre w ar n i ng0 引言倾转旋翼机的概念实际上在上世纪50年代就被提出。

NASA计划采样金星大气新型飞行器将研究其大气层“超级
旋转”等现象
佚名
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2018(25)8
【摘要】据美国太空网报道,美国国家航空航天局（NASA）计划探索金星的大气,并已于近日授权美国＂黑色雨燕技术＂（BST）公司开发用于观测金星大气的飞行器。

据悉,这种无人机系统能从大气环境中获取能量来驱动飞机。

在金星的高风速环境或无太阳能补给的情况下,飞行器仍能有效地进行大气采样。

BST公司正在设计的这种基于＂动力翱翔＂的行星飞行器.
【总页数】1页(P1-1)
【关键词】大气采样;飞行器;大气层;NASA计划;美国国家航空航天局;金星;旋转;大气环境
【正文语种】中文
【中图分类】V275.3
【相关文献】
1.金星大气层发现巨大弓形结构 [J], 《科技日报》
2.大气层内高超声速飞行器级间旋转分离方法 [J], 姚重阳;孟令涛
3.大气层结构与再入飞行器黑障现象简介 [J], 杜得生;杜树成
4.把金星变成另一个地球——改造金星大气层的设想 [J], 王奉安
5.金星上有生命?科学家在其大气层中发现微量磷化氢 [J], 遥城(编)
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大型民用飞机尾旋运动的系统辨识研究颜巍;黄灵恩;黎先平【摘要】为了研究某常规布局大型民用飞机的尾旋特性,首次利用一个满足动力相似的缩比模型在Φ5m尾旋风洞中进行研究试验,利用机载传感器所采集的模型运动参数来研判飞机模型的尾旋特性.目前,对于此类飞机模型尾旋运动中所承受的气动力矩研究还十分缺乏,以飞机模型尾旋试验结果为基础,采用飞机六自由度运动学方程来还原模型在尾旋运动中所承受的气动力矩系数,同时利用常规风洞测力试验结果来检验所还原的气动力矩系数的可靠性.进一步采用多元高次方程对模型尾旋运动进行了系统辨识研究,建立了能辨识飞机在尾旋运动条件下的气动力矩系数的数学模型,成功的辨识了重要的气动力系数的导数(Cmα,Cmδe,Cmq,Cnβ,Cnδr,Cnr,Clβ,Clδr,Clp),与相关参考值比较显示其结果具有较高的可信度.【期刊名称】《民用飞机设计与研究》【年(卷),期】2017(000)004【总页数】7页(P58-64)【关键词】尾旋风洞;尾旋试验;系统辨识;气动力参数辨识【作者】颜巍;黄灵恩;黎先平【作者单位】上海飞机设计研究院,上海201210;上海飞机设计研究院,上海201210;上海飞机设计研究院,上海201210【正文语种】中文【中图分类】V328为了研究某常规布局大型民用飞机的尾旋特性，首次利用一个满足动力相似的缩比模型在Ф5m尾旋风洞中进行研究试验，利用机载传感器所采集的模型运动参数来研判飞机模型的尾旋特性。

目前，对于此类飞机模型尾旋运动中所承受的气动力矩研究还十分缺乏，以飞机模型尾旋试验结果为基础，采用飞机六自由度运动学方程来还原模型在尾旋运动中所承受的气动力矩系数，同时利用常规风洞测力试验结果来检验所还原的气动力矩系数的可靠性。

进一步采用多元高次方程对模型尾旋运动进行了系统辨识研究，建立了能辨识飞机在尾旋运动条件下的气动力矩系数的数学模型，成功的辨识了重要的气动力系数的导数(Cmα, Cmδe, Cmq, Cnβ, Cnδr, Cnr, Clβ, Clδr, Clp)，与相关参考值比较显示其结果具有较高的可信度。

倾转旋翼机的设计原理及其发展应用摘要：随着现代科学及军事力量的发展，人们对飞行器机动性及续航能力的需求日益增长。

倾转旋翼机的出现，弥补了已有直升机的续航能力及固定翼飞机机动性的不足。

倾转旋翼机作为特种机型，融合了直升机和固定翼飞行器的性能特点，能满足对特种作战、中长距离运输、物流等方面的需求，具有重要研究意义。

关键词：倾转旋翼机；设计原理；发展应用倾转旋翼机是兼有直升机和固定翼飞机优点的飞行器，具有直升机垂直起降的特点，同时又有固定翼飞机飞行速度快的特点；倾转旋翼是直升机旋翼和固定翼飞机螺旋桨的综合和折衷，旋翼直径、桨叶的翼型及负扭转的确定和选择既要满足直升机模式的要求，又要满足飞机模式的要求。

由于倾转旋翼机可以实现直升机和固定翼飞机之间的模式转换，所以其扩大了直升机与固定翼飞机的速度包线。

与有人倾转旋翼机相比，无人倾转旋翼机的发展起步较晚，但是，随着现代电子技术和控制理论的迅速发展，无人倾转旋翼机也得到了巨大的进步。

同时，由于无人倾转旋翼机具有无人员伤亡风险等优势，使其在军民领域都具有广阔的应用前景。

因此，对于无人倾转旋翼机的研究具有十分重要的意义。

一、倾转旋翼机发展现状倾转旋翼机概念的最早提出大约是在二十世纪三十年代左右，但直至1947年，由Transcendental公司研指的Model1-G倾转旋翼机才实现首飞，这也是世界上第一架成功完成飞行试验的倾转旋翼机，但是由于后期飞行中的坠机事故，该项目最终被中止。

倾转旋翼原理样机XV-3首次完成了垂直起降的试飞工作，该原理试验机在机翼两端分别安装有一套可以倾转的旋翼短舱系统，并通过倾转机构驱动旋翼短舱系统的转动。

1958年XV-3倾转旋翼机在试飞时成功实现了直升机模式与固定翼模式的转换。

该试验的成功，不仅表明倾转旋翼机概念的可行性，也为未来的研究和发展提供了坚实的技术基础，是倾转旋翼机发展历程中的重要里程碑。

倾转旋翼机是一种兼具直升机和固定翼飞机性能的混合机型。

无人倾转旋翼机飞行力学建模与姿态控制技术研究一、本文概述随着无人驾驶技术的快速发展，无人倾转旋翼机作为一种新型的飞行器，在军事侦察、民用救援、环境监测等领域展现出巨大的应用潜力。

本文旨在深入研究无人倾转旋翼机的飞行动力学建模与姿态控制技术，以提高其飞行性能、安全性和任务执行效率。

本文将首先介绍无人倾转旋翼机的结构特点和工作原理，分析其飞行动力学特性。

在此基础上，建立无人倾转旋翼机的飞行动力学模型，该模型将包括飞行器的运动方程、动力学方程以及约束条件等。

通过该模型，可以全面描述无人倾转旋翼机的飞行状态，为后续的姿态控制技术研究提供基础。

随后，本文将重点研究无人倾转旋翼机的姿态控制技术。

分析无人倾转旋翼机在飞行过程中面临的姿态控制问题，如飞行稳定性、抗风干扰等。

设计相应的姿态控制算法，如PID控制、模糊控制、神经网络控制等，以提高无人倾转旋翼机的姿态控制精度和稳定性。

同时，还将探讨如何结合无人倾转旋翼机的飞行动力学模型，对姿态控制算法进行优化和改进，以进一步提升其飞行性能。

本文将通过仿真实验和实地飞行测试，对所建立的飞行动力学模型和设计的姿态控制算法进行验证和评估。

通过对比分析实验结果，评估无人倾转旋翼机的飞行性能和姿态控制效果，为进一步优化设计和实际应用提供有力支持。

本文旨在通过深入研究无人倾转旋翼机的飞行动力学建模与姿态控制技术，为其在实际应用中的性能提升和安全保障提供理论支持和技术指导。

二、无人倾转旋翼机概述无人倾转旋翼机是一种独特的垂直起降（VTOL）飞行器，结合了固定翼飞机和直升机的优点，能够在垂直起降和高速飞行之间实现无缝切换。

这种飞行器通过改变旋翼的倾转角度，实现从垂直起降到水平飞行的过渡，反之亦然。

这种灵活性使得无人倾转旋翼机在军事侦察、民用救援、环境监测、农业喷洒等众多领域具有广阔的应用前景。

无人倾转旋翼机的设计和控制比传统固定翼飞机或直升机更为复杂。

它需要在保证垂直起降的稳定性和安全性的同时，还要确保在高速飞行时的性能。

2023-11-11CATALOGUE目录•倾转类飞行器概述•倾转类飞行器的发展历程•倾转类飞行器的关键技术•倾转类飞行器的未来发展趋势•倾转类飞行器发展面临的挑战与解决方案•倾转类飞行器案例分析01倾转类飞行器概述倾转类飞行器定义：倾转类飞行器是一种具有可倾转（旋转）发动机或旋翼系统的飞行器，能在垂直起降和前飞状态下实现飞行。

特点垂直起降能力：由于具有可倾转的发动机或旋翼系统，倾转类飞行器能够在狭小的空间内实现垂直起降。

前飞能力：在发动机工作状态下，倾转类飞行器能够以前飞状态实现快速移动。

结构复杂：相对于固定翼飞行器和传统直升机，倾转类飞行器具有更复杂的结构设计和控制机制。

定义与特点1倾转类飞行器的应用场景23倾转类飞行器因其垂直起降能力，能够在狭小的城市空间内实现快速、高效的空中交通。

城市空中交通在灾害发生后，倾转类飞行器能够快速到达灾区，进行人员疏散、物资运输和紧急救援。

灾害救援倾转类飞行器具有较高的机动性和隐蔽性，可应用于军事侦察、情报收集和特种作战等领域。

军事应用技术挑战研发热度倾转类飞行器的发展现状02倾转类飞行器的发展历程总结词这一阶段是倾转类飞行器概念的初步探索期，人们开始尝试设计并制造具有倾转涵道风扇特征的飞行器。

要点一要点二详细描述受到航空工业快速发展的启发，一些工程师和科学家开始尝试设计具有倾转涵道风扇特征的飞行器，以实现更高效、更灵活的飞行。

这一阶段的代表性作品包括由俄罗斯工程师Gleb Nikoelson设计的N-9和由美国工程师Charles F. Kettering设计的Kettering Bug。

这些早期尝试为倾转类飞行器的发展奠定了基础。

第一阶段（19世纪-20世纪初）第二阶段（20世纪初-20世纪中叶）总结词这一阶段是倾转类飞行器技术的积累和突破期，出现了许多具有代表性的设计和实验。

详细描述随着航空工业的发展和技术的进步，倾转类飞行器的设计得到了进一步的完善和创新。