高速直升机总体技术方案及关键部件研究

直升机设计与控制技术研究直升机作为一种具有顶升能力的航空器，具有短距离起降、垂直起降等特点，被广泛应用于军事、民用、搜索救援等领域。

直升机设计和控制技术的研究，是直升机发展的关键。

一、直升机设计技术的研究直升机的设计，既涉及到空气动力学、结构力学、材料科学等方面的知识，也需要考虑到使用场合的要求、性能指标、飞行姿态控制、系统安全等多方面因素。

1. 空气动力学直升机的空气动力学，包括了旋翼和机身的设计。

旋翼是直升机的顶升源，需要满足提供足够的升力和抗风稳定的要求。

在旋翼设计中，需要考虑到主旋翼桨叶的数量、桨叶的形状、桨叶的材料、旋翼的扭转和弯曲等因素。

此外，机身的气动性能也需要考虑到，如机身的流线型、湍流和阻力等。

最终，通过优化旋翼与机身气动力学特性的协调，实现直升机的最优化设计。

2. 结构力学和材料科学直升机的结构力学和材料科学，是保证直升机强度、刚度和轻量化的基础。

在直升机的结构设计中，需要考虑到材料的选择、结构的布置和组合等因素。

同时，直升机的制造和维护也需要满足材料性能、测试标准、质量控制等多重要求。

3. 飞行姿态控制直升机的飞行姿态控制技术，需要满足对横滚、俯仰和偏航等三个自由度的控制要求。

通过控制旋翼、后桨和垂尾等所配备的控制面，实现直升机的姿态调整、前进、向左、向右、上升、下降、旋转等多种动作。

此外，需要考虑到环境因素、机体动力学和人机交互等多方面的因素，尽可能地提高姿态控制的稳定性、精度和安全性。

二、直升机控制技术的研究直升机控制技术的研究，是让直升机实现各种任务、满足不同使用场景需求的基础，如军事侦察、医疗救援、消防救援、旅游观光等。

1. 传感器技术直升机的传感器技术，包括了角速度传感器、磁场传感器、加速度传感器、GPS定位等。

通过传感器获取的数据，对直升机的状态、位置、速度等进行实时监测，并通过控制系统进行相应的调整。

2. 数字控制系统针对直升机的马达、桨叶、刹车等部件，数字控制系统可以实现更加精准的控制。

《高速直升机教案》课件第一章：高速直升机的概述1.1 高速直升机的定义1.2 高速直升机的发展历程1.3 高速直升机的主要特点1.4 高速直升机的应用领域第二章：高速直升机的结构与原理2.1 高速直升机的机身结构2.2 高速直升机的动力系统2.3 高速直升机的飞行控制系统2.4 高速直升机的航电系统第三章：高速直升机的关键技术3.1 高速直升机的空气动力学设计3.2 高速直升机的材料与结构3.3 高速直升机的动力传输与减速系统3.4 高速直升机的航电技术与自动驾驶系统第四章：高速直升机的飞行性能4.1 高速直升机的起飞与降落4.2 高速直升机的高空飞行性能4.3 高速直升机的航程与载重能力4.4 高速直升机的飞行速度与稳定性第五章：高速直升机的驾驶与操作5.1 高速直升机驾驶员的培训与资格要求5.2 高速直升机的操作步骤与注意事项5.3 高速直升机的安全飞行规则5.4 高速直升机的应急处理与救援操作第六章：高速直升机的维护与保养6.1 高速直升机的主要维护项目6.2 高速直升机的定期检查与保养6.3 高速直升机的故障诊断与排除6.4 高速直升机的维修技术与工艺第七章：高速直升机的安全管理7.1 高速直升机的安全规章制度7.2 高速直升机的安全培训与教育7.3 高速直升机的安全检查与评估7.4 高速直升机的安全事故分析与处理第八章：高速直升机的环保与节能8.1 高速直升机的环境影响与评价8.2 高速直升机的节能技术与管理8.3 高速直升机的减排措施与效果8.4 高速直升机的可持续发展与未来趋势第九章：高速直升机的作战应用9.1 高速直升机在军事领域的应用9.2 高速直升机在警用领域的应用9.3 高速直升机在救援领域的应用9.4 高速直升机在民用领域的应用第十章：高速直升机的发展趋势与挑战10.1 高速直升机的技术发展趋势10.2 高速直升机的市场需求与竞争10.3 高速直升机的政策法规与标准10.4 高速直升机的发展挑战与对策重点和难点解析1. 高速直升机的定义与特点2. 高速直升机的结构与原理3. 高速直升机的关键技术4. 高速直升机的飞行性能5. 高速直升机的驾驶与操作6. 高速直升机的维护与保养7. 高速直升机的安全管理8. 高速直升机的环保与节能9. 高速直升机的作战应用10. 高速直升机的发展趋势与挑战对于每个重点环节，进行详细的补充和说明：1. 高速直升机的定义与特点：重点解析高速直升机与其他类型直升机的区别，以及其独特的性能和应用领域。

直升机行业直升机设计与制造方案第一章绪论 (2)1.1 行业背景 (2)1.2 研究目的与意义 (3)1.2.1 促进直升机行业技术进步 (3)1.2.2 提升我国直升机产业竞争力 (3)1.2.3 满足多样化市场需求 (3)1.2.4 促进直升机产业链完善 (3)第二章直升机设计基础 (3)2.1 直升机设计原则 (3)2.2 设计流程与方法 (4)2.3 设计参数与功能指标 (4)第三章直升机气动设计 (4)3.1 气动布局设计 (4)3.1.1 布局设计原则 (4)3.1.2 布局设计内容 (5)3.2 气动特性分析 (5)3.2.1 气动模型建立 (5)3.2.2 气动特性分析内容 (5)3.3 气动优化方法 (5)3.3.1 优化目标 (5)3.3.2 优化方法 (6)第四章直升机结构设计 (6)4.1 结构设计原则 (6)4.2 主体结构设计 (6)4.3 结构强度与稳定性分析 (7)第五章直升机动力系统设计 (7)5.1 动力系统选型 (7)5.2 动力系统匹配 (8)5.3 动力系统功能优化 (8)第六章直升机控制系统设计 (8)6.1 控制系统原理 (8)6.2 控制系统设计方法 (9)6.3 控制系统功能分析 (9)第七章直升机制造工艺 (10)7.1 制造工艺流程 (10)7.1.1 设计与仿真 (10)7.1.2 材料准备 (10)7.1.3 零部件制造 (10)7.1.4 零部件装配 (10)7.1.5 系统集成与调试 (10)7.1.6 表面处理与涂装 (10)7.1.7 总装与交付 (10)7.2 关键部件制造 (11)7.2.1 旋翼系统制造 (11)7.2.2 发动机制造 (11)7.2.3 尾梁制造 (11)7.2.4 起落架制造 (11)7.3 制造工艺优化 (11)7.3.1 采用先进制造技术 (11)7.3.2 优化生产流程 (11)7.3.3 强化质量管理和控制 (11)7.3.4 提高供应链协同效率 (12)7.3.5 培养专业技术人才 (12)第八章直升机材料与选用 (12)8.1 材料功能要求 (12)8.2 材料选用原则 (12)8.3 材料功能优化 (12)第九章直升机试验与验证 (13)9.1 试验方法与流程 (13)9.1.1 设计评审 (13)9.1.2 模型试验 (13)9.1.3 原型机制造与试验 (13)9.2 功能试验 (13)9.2.1 飞行功能试验 (13)9.2.2 操纵功能试验 (14)9.2.3 机动功能试验 (14)9.3 可靠性与安全性评估 (14)9.3.1 可靠性评估 (14)9.3.2 安全性评估 (14)9.3.3 评估方法 (14)第十章直升机行业发展趋势与展望 (15)10.1 行业发展趋势 (15)10.2 技术创新方向 (15)10.3 市场前景与政策建议 (15)第一章绪论1.1 行业背景直升机作为一种重要的航空器，具有垂直起降、空中悬停、低空飞行等独特功能，广泛应用于军事、民用、救援、医疗、交通等多个领域。

直升飞机深度研究报告总结1. 引言直升飞机是一种独特的航空器，与传统固定翼飞机相比，具有垂直起降的能力。

由于其灵活性和多功能性，直升飞机在军事、民用和应急救援等领域具有广泛的应用。

本报告旨在对直升飞机的设计、原理、性能和应用进行深入的研究和分析。

2. 直升飞机的设计和原理直升飞机的设计和原理主要包括机身结构、主旋翼系统、尾桨系统和驱动系统。

机身结构是直升飞机的基础，用于支撑和连接各个系统。

主旋翼系统提供升力和推力，使直升飞机能够悬停和飞行。

尾桨系统用于平衡直升飞机的角动量，提供稳定性。

驱动系统包括发动机和传动装置，为直升飞机提供动力。

3. 直升飞机的性能直升飞机的性能衡量指标包括最大起飞重量、最大速度、航程和续航时间。

最大起飞重量决定了直升飞机能够携带的最大负载。

最大速度与飞行性能直接相关，影响着直升飞机的应用范围。

航程和续航时间决定了直升飞机的作战半径和可持续性。

此外，还有悬停能力、最大升限、最大爬升率等性能指标需要进行综合评估。

4. 直升飞机的应用直升飞机在军事、民用和应急救援等领域广泛应用。

在军事领域，直升飞机具有侦察、运输、攻击和反潜等任务能力。

在民用领域，直升飞机用于商业运输、医疗救援、警务和消防等。

在应急救援领域，直升飞机的垂直起降能力使其成为应对灾害和紧急情况的重要工具。

5. 直升飞机的发展趋势随着科技的进步和需求的不断增长，直升飞机的设计和性能将进一步改进和提升。

未来的直升飞机可能会采用更先进的材料和技术，提高升力效率和减少噪音。

自主飞行技术和无人直升机的发展也将推动直升飞机进一步发展。

此外，电动直升飞机和混合动力直升飞机的研究也有望成为未来的发展趋势。

6. 结论直升飞机是一种重要的航空器，具有独特的垂直起降能力和多功能性。

通过深入研究和分析直升飞机的设计、原理、性能和应用，我们可以更好地理解和评估其在不同领域的作用和潜力。

未来，随着科技的不断进步和创新，直升飞机的设计和性能将进一步提升，并在各个领域发挥更大的作用。

直升机研究报告直升机是一种能够垂直起降和悬停的飞行器，由于其独特的飞行能力，具有广泛的应用价值。

下面是关于直升机研究的一份报告，主要包括以下几个方面的内容。

1. 直升机的基本构造直升机的主体由机身、旋翼、尾部之间相互配合构成。

其中，机身是直升机最主要的部分，它不仅要提供机组人员所需的空间，还要作为安装引擎、传动系统、操纵系统、燃油系统等各种设备的支撑。

旋翼是直升机的核心部件，通过旋转实现直升机的垂直起降和悬停，同时还能产生升力和推力。

尾部由尾桨和尾展平面组成，能够平衡直升机的旋转方向和俯仰运动。

在直升机的设计和制造中，这些构件需要精确地配合和协调，以保证直升机的各项性能指标。

2. 直升机的空气动力学特性直升机的空气动力学特性是影响其飞行性能的关键因素。

其包括：主旋翼的升力、阻力、侧向力和垂向力等；尾桨的升力、侧向力和推力等；机身的阻力、升力和操纵效应等。

此外，直升机的稳定性和操纵性也与其空气动力学特性密切相关。

为了提高直升机的性能，需要深入研究和分析其空气动力学特性，优化其设计和制造。

3. 直升机的控制系统直升机的控制系统是实现其稳定和安全飞行的关键。

其主要包括：旋翼的主旋翼旋转和尾旋翼转动控制、机身的横滚和俯仰控制、尾部的偏航控制、发动机的推力控制等。

现代直升机常常采用电子控制系统，通过计算机控制来实现各种控制功能。

此外，还需要进行精细的传感器设计和信号处理，以保证控制系统的准确性和可靠性。

4. 直升机的应用领域直升机具有广泛的应用价值，主要包括：军事、医疗、运输、警务、消防、渔业、林业、测绘等。

其中，军事领域是最重要的应用领域之一，直升机可以执行多种作战任务，如武装侦察、空中拦截、载人和无人作战等。

医疗方面，直升机可以为急救人员提供快速的运输和治疗帮助，有效提高患者的生存率。

在运输、警务、消防、渔业和林业等领域，直升机也都有着广泛的应用。

综上所述，直升机的研究涉及到多个学科，包括航空工程、机械设计、空气动力学、控制系统等。

直升机关键技术及未来发展与设想摘要：直升机是利用生物仿生学原理制造，具有其它类型飞行器所不具备的垂直起降能力，能在空中悬停，可实现超近距离低空飞行，对结构复杂的环境有很强的适应性，这些特点也使其成为不可替代的飞行工具。

关键词：直升机；关键技术；发展前景；设想直升机是一种通过旋转机翼提供升力、推进力、控制力，能垂直起降的飞行器，其飞行原理、功能、用途不同于固定翼飞机。

直升机具有垂直起降、悬停、前后左右飞行、近地机动能力强等典型特点，因而在军事及民用领域发挥着重要作用。

一、直升机关键技术1、高精度气动分析。

飞行中的直升机旋翼和机身持续处于高度动态气动环境中，旋翼流速跨度大，可压与不可压流动并存，前行桨叶处于跨声速区域，桨尖产生激波，后行桨叶出现气流分离与动态失速现象，并且桨叶脱体涡、尾随涡、桨尖涡等螺旋尾迹复杂，旋翼流场存在强烈的桨涡干扰现象。

因此常规气动分析和设计方法仅能定性指导研究工作，需大量试验、试飞以完善和确定产品设计。

随着计算机技术的进步，用于直升机空气动力学计算的CFD软件技术突飞猛进，网格技术出现了结构化网格、非结构化网格、笛卡尔网格、蝇网格等，并从单一网格到并行重叠网格、嵌套网格、多网格、自适应网格，甚至多个异构求解器耦合，同时在算法上，采用自由尾迹模型、涡量输运模型等效率更高更精确的模型。

这些技术极大地提高了求解精度，并降低了能量耗散。

2、地面共振/空中共振。

直升机构型能简单看作以旋翼桨毂中心连接的两个振动系统。

异常激励后导致的地面、空中共振是直升机多发事故原因之一。

直升机桨叶摆振会导致整个旋翼的重心发生变化，旋翼重心绕旋转中心的转速与旋翼转速不一致，当其转速小于旋翼转速时，形成摆振后退型振动。

当这种摆振后退型振动与机体模态耦合，存在发生地面共振可能。

而随着无铰旋翼的应用，由桨毂力矩引起的机身振动频率若接近桨叶摆振频率，则可能引起空中共振。

空中共振需考虑因素多，包括桨叶挥舞、摆振、机体运动、空气动力等因素，是复杂的直升机动力学问题。

追风挚电的高速升机打开文本图片集直升机主要由机体和升力（含旋翼和尾桨）、动力、传动以及机载飞行设备等组成。

旋翼一般由涡轮轴发动机或活塞式发动机通过由传动轴及减速器等组成的机械传动系统来驱动，也可由桨尖喷气产生的反作用力来驱动。

目前实际应用的是机械驱动式的单旋翼直升机及双旋翼直升机，其中又以单旋翼直升机数量最多。

直升机的最大速度可达300千米／小时以上，俯冲极限速度近400千米／小时。

受传统旋翼系统基本原理的限制，从20世纪60年代开始，传统直升机的最大前飞速度一直难以逾越340千米／小时的极限。

高速直升机就旨在打破这一速度障碍，对传统的直升机速度极限发起了挑战。

影响直升机速度的因素一般的直升机旋翼，其桨叶通过水平铰、垂直铰和轴向铰（也称变距铰）与桨毂柔性连接组成。

直升机在做悬停，垂直起降时，桨叶表面任意一点的相对气流速度就是这点的周向速度,并且在旋转平面内左右两边桨叶对称点的相对气流速度是相同的。

但直升机在前飞时，桨叶表面任意一点在旋转一周中，其相对气流速度的大小和方向都是不一样的。

在旋转方向和气流方向相反的半周，相对气流速度等于周向速度与飞行速度的矢量和，此时的桨叶称为前行桨叶；当桨叶旋转到旋转方向和气流方向相同的半周，相对气流速度等于周向速度与飞行速度的矢量差，此时的桨叶称为后行桨叶。

直升机要开始前飞，就前推驾驶杆，自动倾斜器向前倾斜，旋翼也就向前倾斜，旋翼产生的升力有了一个水平方向的分量，就可以前飞了。

要想增加直升机飞行速度，就必须增加旋翼的旋转速度，以增加更多的水平拉力。

但是，随着旋翼的旋转速度不断增大，前行桨叶的桨尖速度接近甚至超过声速时，该桨尖处的空气被压缩，堆积在桨叶前面，人们称之为激波，这种激波会产生极大的阻力，这就是所谓激波失速。

同样，在后行桨叶的桨根部分还会出现气流从桨叶的后缘向前缘的反流区。

由于后行桨叶气流相对速度减小，为保持升力与前行桨叶相同，就必须增加后行桨叶偏转角度（桨距），但是与固定翼飞机的机翼仰角一样，桨距过大，气流就会从桨叶前缘开始分离，在桨叶后缘形成一个很大的涡流区，产生很大的阻力，导致桨叶升力突然巨幅下降，这称之为气流分离失速。

直升机传动系统设计方法研究本文主要探讨了直升机传动系统的设计方法。

在文章中，首先介绍了直升机传动系统的背景和意义，以及目前研究存在的问题。

然后，对直升机传动系统的设计流程和步骤进行了详细阐述，并讨论了设计方法的现状和问题。

接着，对直升机传动系统设计效果评估进行了分析，包括评估指标的建立和优化方法、评估结果的分析和解释、评估结论的实际应用意义。

总结了前人研究的主要成果和不足，并指出了研究的空白和需要进一步探讨的问题。

直升机作为一种重要的航空器，在军用和民用领域都有着广泛的应用。

传动系统作为直升机的重要组成部件之一，直接影响着直升机的性能和使用寿命。

因此，对于直升机传动系统的设计具有重要意义。

目前，关于直升机传动系统的设计方法研究主要集中在传统的设计方法和计算机辅助设计(CAD)方法上，但这些方法都存在着一定的问题，如设计效率不高、设计精度难以保证等。

因此，本文旨在探讨一种更加高效、精确的直升机传动系统设计方法。

直升机传动系统主要由主减速器、尾传动轴、操纵机构和润滑系统等组成。

其中，主减速器是直升机传动系统的重要部件之一，它通过将发动机的转速降低到适合旋翼头速度的范围，同时将动力传递到旋翼轴上，实现直升机的垂直起降和水平飞行。

尾传动轴则将主减速器输出的动力传递到尾桨上，操纵机构则是通过控制直升机的飞行姿态和位置，实现直升机的灵活飞行。

直升机传动系统的设计流程一般包括以下几个步骤：(1)明确设计任务和目标：根据直升机的总体设计要求，明确传动系统的设计任务和目标，包括传动比、重量、尺寸、可靠性等方面的要求。

(2)确定关键部件的参数：根据总体设计要求和实际情况，确定主减速器、尾传动轴、操纵机构等关键部件的参数。

(3)进行部件结构设计：根据确定的参数和性能要求，进行各个部件的结构设计，并利用CAD软件进行建模和仿真。

(4)进行系统布局和优化：根据总体设计要求和各个部件的性能要求，进行传动系统的布局和优化，使系统的性能达到最优。

无人直升机关键技术和难点技术分析摘要近年来，无人直升机以其小巧、快速、投送便利、执行任务多样等广泛用途得到了快速发展。

本文主要对无人直升机的关键技术及难点技术进行了分析，为无人直升机发展提供参考。

关键词无人直升机；关键技术；难点技术1引言无人直升机是一种机上无人驾驶的飞行器。

在导航方面，无人直升机使用自适应扩展卡尔曼算法（EKF），把IMU、地磁传感器、GPS、气压高度计和地形匹配高度计等传感器的数据进行深度融合，这样在恶劣条件下，如高震动和单一传感器数据不真实等情况下，也可得到高精度高可靠性的导航数据，以此来保证控制命令的准确性。

在控制方面，无人直升机多使用了自适应鲁棒控制。

对风的切变、任务负载的突然变化等干扰有很强的鲁棒性，增加了飞控指令的有效性，以此来保证飞行的安全。

对机械磨损、任务负载、重心等变化有很强的自适应性，保证了飞行的精度和安全。

无人直升机可以进行速度控制也可以进行姿态控制，尤其姿态控制，可以有效的保证恶劣条件下的飞行安全。

在电子平台方面，无人直升机使用在嵌入式领域广泛应用的的ARM硬件平台，体积小、重量轻、可靠性高，可以满足需要。

无人直升机可以实现自主起飞、自主降落、自主任务飞行和地形匹配飞行等功能，完全替代驾驶员飞行使其发展方向。

当然无人直升机也具有天生的缺点。

首先就是直升机的低飞行速度，气动、动力学和声学等各方面因素使常规直升机的飞行速度难以超越固定翼飞机，飞行速度低严重限制了直升机的使用和发展；二是无人直升机保护措施不如固定翼直升机，后者出现险情可开伞保护，即伞降回收：而前者一旦出现重大故障，损失基本无法换回，因为它有旋翼，无法实现伞降回收。

三是由于直升机本身结构的特点，使得无人直升机的空气动力学、飞行力学问题较复杂，无人直升机操纵通道多、耦合较强，是一种稳定性差、控制难的飞行器，其操纵和飞行控制要比有人驾驶直升机和固定翼无人机更困难；此外，无人直升机一般尺寸都较小，发动机功率也不大，因此速度和升限较低（一般速度﹤300km/h，升限﹤5000m），有效载荷较小，若用于军事，容易被对方定位，且应用范围有所限制。

军用高精度直升机飞行控制研究随着科技的不断发展和进步，军用高精度直升机的研究已经越来越受到人们的关注。

在军事领域中，直升机具备着很重要的作用，它可以空中支援、侦察、避难等多种功能，而高精度直升机更是提高了直升机的作战效能和灵活性。

作为一种复杂的飞行器，高精度直升机的飞行控制是非常重要的。

在整个研究和开发过程中，飞行控制的科技水平起着至关重要的作用。

科学技术的不断进步，为高精度直升机研究带来了新的机遇和挑战。

下面，我们将深入探讨军用高精度直升机飞行控制的研究过程。

一、高精度直升机飞行控制技术高精度直升机的飞行控制技术是直升机研究的核心科技，包括直升机自动驾驶、大力矩控制、自适应控制等多种技术。

其中直升机自动驾驶技术是现代军用直升机飞行控制的重要组成部分。

直升机自动驾驶技术主要包括导航系统、传感器、控制计算机、执行机构和数据通信等。

这些技术的应用使得高精度直升机可以在充分考虑环境因素的基础上自主完成任务，大大提高了飞行安全性、精度和效率。

二、高精度直升机飞行控制系统高精度直升机的飞行控制系统是由控制系统硬件和控制系统软件两部分组成。

其中，控制系统硬件包括控制计算机、控制器、传感器、执行机构等运动控制硬件；而控制系统软件则包括航迹规划、控制算法设计、控制器设计、仿真和测试等控制策略的软件设计。

当控制系统的硬件和软件协同工作时，实现高精度直升机的自动驾驶和精准操纵变得更加可靠和高效。

三、高精度直升机飞行控制实现高精度直升机飞行控制实现主要分为两种方式：一是直接控制，也就是直接控制直升机的飞行姿态和飞行质量；二是间接控制，依靠飞行着陆系统等不同的传感器和设备来实现处理和控制直升机的姿态和油门。

同时，精密GPS系统和惯性等测量仪器也是高精度直升机飞行控制的必要之物。

这些技术的应用，不仅可以提高直升机的飞行效率，更可以保证直升机安全的完成任务。

四、高精度直升机飞行控制的应用在目前的军事环境中，高精度直升机已经成为了不可替代的军事武器之一。

航空航天科学技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald4DOI：10.16660/ki.1674-098X.2020.15.004直升机总体设计思路和方法①王铮 车勇 王伟东(93199部队 黑龙江哈尔滨 150001)摘 要：随着科学技术的进步，直升机的总体设计不断改进，技术性能更为完善，取得了明显的进步。

直升机的总体设计思路已经向智能化方向改进。

本文主要分析直升机的总体设计思路和发展过程，全面阐述直升机的设计方法和改进方向，为直升机的未来发展和总体设计方法的改进做出积极贡献。

关键词：直升机 总体设计 思路中图分类号：V221 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2020)05(c)-0004-02①作者简介：王铮(1977，7—)，男，汉族，辽宁沈阳人，工程硕士，讲师，主要从事飞行仿真和航空理论教学工作。

直升机在国家经济建设中起到重要作用，能够为经济社会发展提供运输保证。

为了满足运输发展的需要，应该加快提高直升机的各项性能和使用要求，保证直升机的结构创新和技术发展。

当前直升机的设计发展十分迅速，主要依托先进科技力量的发展作为支撑，使用最新的前沿技术推动直升机设计思路的创新，为实现总体设计方法的改进提供支持。

１ 当前我国直升机总体设计的思路我国的直升机研制工作起步较晚，与航空工业发达的国家相比存在一定的差距。

这样的现状说明我国的直升机研制工作应该按照总体设计要求进行推进，保证直升机机型的研发能力建设，推进飞行器研制的创新，严格执行直升机研制的步骤，分别为论证、制定方案、工程研发、设计定型和进行生产等几个主要阶段。

在直升机的设计阶段分为概念、初步和详细策划这三个部分。

总体设计是直升机研发过程中最为重要的环节之一，能够对飞机的研制起到推动作用，各项关键的重要决策都会在总体设计中进行安排。

根据相关的研究发现，在进行直升机的整体研发中，总体设计会占用四分之一左右的时间，需要对这项工作给予高度的重视，并且能够对相关的飞行要求和性能质量起到非常重要的影响。

高超音速飞行器及其关键技术简论“高超音速”被无数次提及，在航空发动机研究开发、飞行器设计和飞行技术等领域都被广泛采用。

”高超音速飞行器”是指在高超音速条件下飞行的航空器，作为一类大容积、大推力，可以在较短的时间内实现长距离、高速的飞行。

高超音速飞行器的研究开发，引发了许多重大的技术问题，既涉及飞机设计技术，也联系到推力设计，再到飞行控制技术等。

一、高超音速飞行器的结构高超音速飞行器的设计主要是以减少空气阻力和提高机动性能等为目标，因此，高超音速飞行器的机身结构要尽可能精简，其要点有以下几点：（1）结构整体精简，采用中央布局的低阻力机身结构，机身的比例尽量维持在一定的比例范围内；（2）机身表面要求光滑，采用均匀的整体外形；（3）机身的边缘要精细，采用较薄的边缘角度，而且几乎没有缝隙；（4）发动机的布局要尽可能紧凑，且要尽可能地靠近机身前部；（5）外形上要有一定的曲线，尤其是机身后段，为了提高机动性能，通常要采用“步进式翼型”。

二、高超音速飞行器发动机的设计要实现高超音速飞行，就必须设计出能满足高超音速条件下的发动机，而由此而催生的问题就是要改变发动机的运行参数，使之能够满足高超音速飞行的要求。

（1）改变发动机的压力比在高超音速条件下，发动机的压力比通常需要比常规马赫数低得多，即入口处压力大大降低，以减少发动机出口处的压力损失，同时提高发动机的效率。

（2）调整发动机内的涡轮在高超音速条件下，发动机的叶片的涡轮也需要进行调整，以提高叶片的加速度。

（3）改变发动机内的控制技术高超音速条件下的发动机，尤其是叶片的控制技术也需要做出相应的改变。

例如，为了提高发动机的推力，采用改进的“平衡式调压法”，并采用各种电子伺服系统来控制发动机的转速和推力。

三、飞行控制技术高超音速飞行器的飞行控制技术是关键。

由于高超音速飞行器速度极快，对机动性要求极高，故而在飞行控制方面，要采用更先进、更可靠的机动性控制系统，比如空中可变向系统（CVF）、军用活动弹性载荷控制系统等。

高超声速涉及的关键技术
高超声速涉及的关键技术
(1)高超声速推进技术。

要实现高超声速飞行，首先必须具有适合的推进系统。

目前的研究重点是：动力装置总体方案；冲压发动机进气道设计理论与试验；燃烧室设计和燃烧室试验；冲压发动机喷管与利用飞行器后体补充膨胀；先进控制和燃料供给系统；冲压发动机燃料及热沉利用；双模态超燃冲压发动机技术验证试验等。

(2)一体化设计技术。

目前的研究重点是：气动设计一体化，要考虑减小阻力、增加升力，还要考虑气动加热、热防护；结构设计一体化，特别是热结构及燃料供应与冷却系统设计一体化；飞行器各子系统及各主要参数的动态与静态一体化；发动机推力控制与飞行器飞行控制一体化等。

(3)高超声速空气动力学技术。

当飞行器以高超声速飞行时，气动加热非常严重。

为此，必须掌握与高超声速飞行器气动布局及与推进系统一体化设计相关的高超声速流动规律，解决在真实飞行环境下所出现的气动力、气动热新课题。

目前，各国正积极发展与高超声速空气动力与热力学相关的基础理论、建模计算及试验验证手段。

(4)结构材料技术。

超声速飞行器要求尽可能地减轻结构质量，并克服气动加热问题。

因此，长寿命、耐高温、抗腐蚀、高强度、低密度的结构材料对于研制高超声速飞行器是非常关键的。

主要涉及的结构材料技术是轻质、高强度、耐高温材料和热防护技术。

第23卷　第1期　2005年3月飞　行　力　学FL IGH T D YNAM I CSV o l.23　N o .1M ar .2005　收稿日期:2004201219;修订日期:2004212216作者简介:王焕瑾(19732),女,辽宁沈阳人,博士,研究方向为飞行器设计及飞行力学;高　正(19382),男,山东济阳人,博士生导师,研究方向为直升机空气动力学、总体设计及飞行力学。

高速直升机方案研究王焕瑾,高　正(南京航空航天大学旋翼动力学国家级重点实验室,江苏南京210016) 摘　要:对目前三种主流高速直升机——复合式、倾转旋翼 机翼式和转换式进行了综合分析;根据发展态势,比较了它们的构型、性能及关键技术等方面的优缺点,并对可行性进行了讨论。

在此基础上,提出了一种旋翼 机翼转换式高速直升机方案,并对此方案进行了旋翼系统的原理性试验,对关键技术——模式转换过程进行了理论计算和试验研究,验证了直升机模式和飞机模式在相互转化过程中升力、功率和操纵的平滑连续性及保持操稳性;最后,根据研究结果,经过计算得出了此方案的总体参数。

关　键　词:直升机;高速;转换;方案;参数 中图分类号:V 211152 文献标识码:A 文章编号:100220853(2005)0120038205引言 常规直升机的最大巡航速度通常在300km h左右,而定翼机的飞行速度可以很高,但需要机场跑道滑跑起落,且不能悬停和低速飞行。

因此,如果有一种飞行器能够兼备直升机和定翼机的优点,在军事上将具有重要的用途。

正因为这样,长期以来,国外一直在不懈地探寻新的技术发展思路,力图创造一种新型的飞行器,既能保持直升机的垂直起落、悬停和经济性的优势,又能达到飞机的飞行速度。

几十年中,产生了很多种不同形式的“垂直起落转换式飞行器”。

例如,带有“共轴双螺旋桨”的XFV 21可以实现垂直起飞,并逐渐改变状态进入前飞,以螺旋桨飞机形式飞行。

大家熟知的倾转旋翼机V 222就是一种转换式飞行器,它可以在飞行中根据需要在飞机模式与直升机模式之间转换,以便发挥每一种模式的优势。