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学固定翼来做无人直升机
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太原理工大学
2023
其他机械职位
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2023-04-21 09:20
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太原理工大学 其他机械职位
旋翼
L = (0.5 * rho * A * v^2 * Cl * c) * Nb,其中,rho 是空气密度,A 是旋翼面积,v 是旋翼轴速度,Cl 是翼型升力系数,Nb 是旋翼叶片数,c是旋翼弦长。这个公式可以在《低速飞行和垂直起降飞行器设计原理》(第三版)一书的第232页中找到。取弦长0.3m,选翼型NACA0012,升力系数0.46,主旋翼转速近似取1000转每秒首先,将所给速度单位转换为 SI 系统下的米每秒:v = 1000 / 60 * 2 * pi ≈ 104.72 m/s海平面空气密度一般取值为 1.225 千克每立方米,旋翼叶片数为 4,旋翼面积 A 可以表示为圆形面积:A = pi * r^2,其中 r 为起旋翼半径。将公式代入力学平衡方程中:(0.5 * 1.225 * pi * r^2 * 104.72^2 * 0.46 * 0.3) * 4 = 15000化简得到:r^2 ≈ 29.493解得:r ≈ 5.43 米因此,起旋翼半径为约 5.43 米(米取两位小数)。
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2023-04-18 12:58
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太原理工大学 其他机械职位
货舱设计
货舱是指甲板下的内部空间,用来存放和运送货物按尺寸分类:(1)窄体飞机:指机身宽度约为3米,舱内只有一条通道,一般只能在下舱内装载包装尺寸较小的散件货。如MD-80、MD-90等。(2)宽体飞机:指机身宽度不小于4.72米,舱内有两道通道,下舱可装机载集装箱。如B767、B777、B747、MD-11、A300、A310、A330、A340、A380。按机舱载货方式分类(1)全货机:全部机是指机舱全都用于装载货物的飞机。全货机一般为宽体飞机,主舱可装载大型集装箱。目前世界上最大的全货机装载量达250吨,通常的商用大型全货机载重量在100吨左右。(2)客货两用机:即普通客机,上舱(主舱)用于载客...
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2023-04-15 13:54
太原理工大学 其他机械职位
初定
主旋翼长度:约为12米主旋翼宽度:约为2.5米主旋翼厚度:约为0.25米机身长度:约为7-8米机身宽度:约为2-2.5米机身高度:约为3-3.5米
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2023-04-14 14:38
太原理工大学 其他机械职位
转轴选取
主旋翼转轴和尾旋翼转轴:这两个轴承受着直升机高速旋转和升降运动带来的复杂载荷,因此需要具备足够的强度、耐久性和抗疲劳性。同时,由于转轴直接影响到旋翼的安全性能和控制精度,选用的轴还需要具备较高的加工精度和表面质量。常见的主旋翼和尾旋翼转轴材料包括钛合金、铝合金和不锈钢等。选型时应根据直升机的设计参数和使用要求,综合考虑这些材料的强度、密度、成本和可加工性等因素,选择合适的轴材和型号。传动轴:传动轴是负责将发动机输出的动力传递到旋翼和尾旋翼的关键部件,需要有较高的转速和转矩承载能力,并且要能够承受长期高频次的震动和冲击。现代直升机中,常使用碳纤维复合材料制成的传动轴,其具备较高的强度、刚度和耐疲...
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2023-04-13 16:04
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太原理工大学 其他机械职位
选择短翼
短翼的优势主要在于在高速飞行时具有较好的阻力小、升阻比高、操纵稳定性好等特点,可以带来一定的飞行性能提升。但在低速飞行或悬停状态下的飞行性能可能并不如预期,而且短翼的设计相对复杂,对其结构和控制系统要求也较高。综上所述,采用短翼设计是否适合该款无人直升机,需要根据具体的设计需求和应用场景进行综合考虑和权衡。如果需要强调长航时和大载重,而对飞行速度和航程不是很敏感,可以选择不采用短翼。所以本课题设计不采用短翼
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2023-04-12 16:07
太原理工大学 其他机械职位
垂尾初选
Pteradata公司推出的PD-155无人直升机。该机型起飞重量为1.4吨,最大续航时间超过10小时,最大航程达到2000公里。垂尾采用T型设计,有抗侧滑和防止卷入旋转的作用。PD-155的垂尾采用了T型设计,即由一个直立的尾梁和跨越尾梁两端的平衡面组成,形状类似于字母“T”,因此也被称为十字垂尾。这种设计可以有效提高飞机的稳定性和控制精度,同时还具有良好的抗侧滑和防止卷入旋转的能力。垂尾左右两侧的平衡面可以根据需要进行偏转,以产生控制力矩,实现飞行姿态的调整。在PD-155的垂尾设计中,平衡面的开口朝前,这也是一种常见的设计方式,可以减小气动干扰和阻力,提高飞行性能。综上所述,PD-155...
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2023-04-12 15:57
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太原理工大学 其他机械职位
平尾翼型,用矩形平尾,安装角±2°
参考贝尔 222,初选NACA0015平尾翼型的选择主要由飞机的设计和应用需求决定。对于无人直升机,需要综合考虑多个因素,如飞行稳定性、操纵性能、阻力系数、制造难度等。目前常见的平尾翼型包括翼形稳定剖面和非翼形稳定剖面两种类型。翼形稳定剖面通常采用NACA系列翼型,具有良好的气动性能和可控性。而非翼形稳定剖面则更适用于高超声速飞行器等特殊场合。针对该无人直升机所描述的应用需求,采用翼形稳定剖面,如NACA 0012或NACA 0015等,这些翼型具有较好的飞行稳定性和控制性能,在低速和高速飞行条件下都表现出色。同时,这些翼型在制造方面也比较简单,成本较低,符合无人直升机的应用需求。总之,选取平尾翼型需要综合考虑飞机的设计和应用需求,建议根据相应的应用场景选择合适的翼型,确保飞行器具有良好的飞行稳定性和控制性能。针对该无人直升机的应用需求和平尾高置的结构特点,建议采用矩形平面形状的平尾设计。具体原因如下:矩形平面形状的平尾结构相对简单,易于加工制造,并且具有稳定的力学性能。平尾位置高,需要考虑横向稳定性。矩形平面形状的平尾具有较大的展弦比和面积,可以提高平尾对横向运动的修正能力,增强飞行器的横向稳定性。平尾的各个部位都需要受力,矩形平面形状的平尾面积分布均匀,可以使平尾各部位受力均衡,减小变形和疲劳损伤,延长平尾寿命。在一定范围内,矩形平面形状的平尾边缘和角落处的气动效应相对较小,不会产生过多的气动干扰,提高飞行器的控制精度。综上所述,采用矩形平面形状的平尾设计可以增强飞行器的横向稳定性,同时具有制造简单、受力均衡、控制精度高等优点,能够满足该无人直升机的应用需求。
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2023-04-15 10:08
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太原理工大学 其他机械职位
选择高置平尾
对于无人直升机的平尾结构选择,需要综合考虑多个因素,比如航空力学特性、飞行稳定性和控制性能等,下面就介绍一下这三种平尾相对优劣:高平尾:高置平尾可以减少气动干扰和复杂交流效应,有利于提高平尾的控制精度和稳定性,适用于较高速、大载荷飞行的场景,但相应地,由于平尾位于高处,其重量也会较大,造成机身重心后移,导致横向稳定性变差。低平尾:低置平尾可以使平尾重量更轻、结构更简单、对重心影响更小,适用于低速、小载荷、短距离飞行的场景,适合飞机起降场所空间有限的情况。但是,由于平尾位于低处,主旋翼叶片和机身等部位的气动干扰会更大,导致平尾控制精度和稳定性略逊于高置平尾。前平尾/中平尾:前置平尾一般用于小型升...
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2023-04-12 11:45
太原理工大学 其他机械职位
尾浆位置
选择相对旋翼中位,相对垂尾推力式,底部向前旋转(1)低位时,尾桨推力较大,但随风向的变化在30°~90°时较大;中位时,推力随风向变化较缓;而后位和高位情况推力均较小,在风向为240°时后位尾桨受涡环状态影响较大。为使航向机动所需的总距最小,在悬停回转时脚蹬的偏移量最小以及所需功率最小,尾桨桨毂应布置在旋翼旋转平面,即中位较为合理,并尽可能地靠近旋翼。(2)尾桨相对于垂尾的位置尾桨一般位于垂尾一侧,按相对位置可分为拉力式和推力式尾桨两种。尾桨距垂尾的距离对尾桨的特性有很大的影响。此时应考虑的是尾桨的净推力系数 Crv,即尾桨的轴推力系数Cr减去垂尾的阻力系数C。在同等条件下,拉力式和推力式尾桨...
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2023-04-15 09:38
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太原理工大学 其他机械职位
主要形式选择
(单旋翼带尾桨式,双桨共轴,双桨纵列,双桨横列,倾转式旋翼)选择单旋翼带尾桨式这种形式是目前世界上最广泛采用的形式。据初步统计,现今世界生产的直升机90%以上均为这种形式。单旋翼带尾桨式直升机即其旋翼系统为一副主旋翼和一副尾桨。旋翼提供垂直飞行、前飞、后飞、侧飞等各个方向的力,尾桨则平衡反扭矩,并提供航向机动所需要的力。单旋翼带尾桨式直升机的优点是结构简单,其主要组成为一副旋翼,一副尾桨,发动机,主、尾减速器(简称主减、尾减),传动系统,自动倾斜器等。与其他形式的直升机相比,其气动、平衡、操稳、振动等问题较易解决,性能和成本均可接受,目前设计制造技术日趋成熟,是发展最完善的形式。这种形式的不足...
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2023-04-21 11:14
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太原理工大学 其他机械职位
两叶尾桨
采用两叶尾旋翼可以简化结构,减小重量,也方便控制;并且双桨的结构可以提供更好的平衡性,使得机身更加稳定可靠。而且在这个设计方案中,主旋翼采用四叶浆,有助于提供更大的升力,并且降低旋翼的噪音和振动;平尾高置可以提高无人机的稳定性和机动性能,对于实现无人机高速巡航、远程航行至关重要。考虑到采用两个Rotax914发动机,这是一种颇为成熟的轻型航空发动机,具有良好的性能和可靠性,并且可以使用汽油,既方便又经济。因此,在这个设计方案中,采用两叶尾旋翼能够满足您提出的运行要求,并且具有结构简单、轻量化、噪音低、可靠性高的优点。1.操纵稳定性:尾浆是控制无人直升机方向的重要组成部分,其稳定性会影响飞行安全...
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2023-04-14 12:12
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太原理工大学 其他机械职位
选择无人直升机的主旋翼叶片数
1.航空器的设计要求。例如,需要飞行的高度、气压、所需速度、搭载物品的重量等都会影响到叶片的数量。2.性能与效率。叶片数增加可以获得更大的升力,但过多的叶片数会导致叶间干扰、增加风阻等负面影响,因此需要平衡升力和阻力。一般来说,三叶旋翼在效率上更优于两叶或四叶旋翼。3.空气动力学特性。叶片数量可以影响主旋翼的空气动力学特性,如旋翼失速速度、协调性能和挥舞频率等。因此需要按照具体机型进行选择。4.操纵性和稳定性。叶片数量可能会对操纵性和稳定性产生影响。例如,叶片数量较少的主旋翼可能具有更好的机动性,但可能也会对悬停稳定性产生影响。三叶与四叶载重能力:四叶主旋翼可以更好地提供升力,相比于三叶主旋翼能够承载更高的货物重量,因此从这个角度上看,四叶主旋翼更有优势。飞行稳定性:四叶主旋翼的叶片数更多,在飞行过程中产生的抖动更少,因此能够更好地保持稳定。这对于货运运输而言非常重要,可以确保货物在空中运输时不会受到晃动或损坏,同时也可确保安全飞行。因此,在飞行稳定性方面,四叶主旋翼略优于三叶主旋翼。制造成本较高:相比于三叶主旋翼,四叶主旋翼在制造和维护方面所需成本会更高,因为其叶片数目更多,需要更多的工序和材料支持。其它飞行参数可能受到影响:在一些特殊情况下,四叶主旋翼的设计可能会对其他飞行参数产生负面的影响,例如推进器失效、发动机失火等意外情况的响应,其应对方式和复杂度可能会增加。相对于三叶主旋翼,四叶的噪音会略高:由于叶片数目更多,四叶主旋翼的噪音相对三叶主旋翼略高,可能会对周围环境造成更多的干扰。
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2023-04-15 20:11
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太原理工大学 其他机械职位
后续细化
无人机设计手册,直升机设计手册,直升机设计与制造原理平尾面积:P72气动阻力:P79Schweizer S300CBi:由瑞士雪佛兰直升机公司(Schweizer Aircraft Corporation)罗宾逊R66:该机型的主旋翼直径为10.06米,长度为12.93米,高度为3.14米,机身长度为8.23米,宽度为1.59米。最大爬升率为1,435英尺/分钟,最大飞行高度为14,000英尺。罗宾逊R44:该机型的主旋翼直径为10.06米,长度为11.65米,高度为3.30米,机身长度为9.42米,宽度为1.19米。最大爬升率为1,200英尺/分钟,最大飞行高度为14,000英尺。韩国的&q...
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