垂直-短距起降飛機(jī)升力風(fēng)扇的設(shè)計與分析.pdf

1、垂直/短距起降飛行器既能像固定翼飛機(jī)一樣高速、遠(yuǎn)距離飛行，又能像直升機(jī)一樣垂直起飛和著陸，具有靈活、高效、低成本的特點，在軍事領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。國外很多軍事強(qiáng)國對垂直/短距起降飛機(jī)都有較為深入的研究，設(shè)計并制造了多型驗證飛機(jī)進(jìn)行試驗研究；我國這一領(lǐng)域的研究起步較晚，經(jīng)驗不足，因此突破關(guān)鍵技術(shù)、積累設(shè)計經(jīng)驗顯得尤為重要。
　　 本文對垂直/短距起降驗證飛機(jī)的升力風(fēng)扇進(jìn)行設(shè)計，主要的工作如下：
　　 (1)涵道設(shè)計與分

2、析
　　 根據(jù)空氣動力學(xué)理論中的連續(xù)方程和伯努利方程，以及動量定理和功率方程，再針對垂直/短距起降飛機(jī)升力風(fēng)扇的工作特征，計算出涵道內(nèi)氣流的各氣動參數(shù)，設(shè)計涵道的主要幾何參數(shù)，如涵道長度、出口面積、唇口半徑等，并估算出飛機(jī)起飛和懸停狀態(tài)下的靜推力。
　　 根據(jù)設(shè)計要求和計算得出的參數(shù)，進(jìn)行涵道工程樣機(jī)的具體設(shè)計，用CATIA軟件繪制出涵道的具體模型。
　　 (2)風(fēng)扇設(shè)計與分析
　　 首先根據(jù)之前涵道設(shè)計

3、中計算出的氣流特性，針對升力風(fēng)扇的氣動特點，對葉素理論進(jìn)行相應(yīng)的修正后計算葉片的結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣動性能，以此為基礎(chǔ)選擇相應(yīng)的翼型；其次在MATLAB中分析葉片半徑、升力系數(shù)和攻角三者之間的關(guān)系，從而確定各葉片的安裝角；然后根據(jù)涵道內(nèi)不同位置的氣動特點，設(shè)計出相應(yīng)的導(dǎo)流片；最后在CATIA中繪制出升力風(fēng)扇的工程模型，并在FLUENT對升力風(fēng)扇系統(tǒng)做了相應(yīng)的CFD計算，驗證了該設(shè)計的合理性。
　　 (3)槳轂結(jié)構(gòu)設(shè)計與校核
　　

4、 為了完成整個升力風(fēng)扇的工程設(shè)計，本文對其中的重要部件槳轂進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度校核。首先根據(jù)所設(shè)計風(fēng)扇的工作狀況，選取合適的槳轂零件，并設(shè)計槳轂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要包括動子、定子、齒輪、軸以及相應(yīng)的固定聯(lián)接裝置。最后通過理論分析和專業(yè)軟件ANSYS校核了部分關(guān)鍵零件。
　　 本文通過對垂直/短距起降驗證飛機(jī)的升力風(fēng)扇的設(shè)計和分析，初步研究了升力風(fēng)扇的氣動特征，探索出了一套行之有效的垂直/短距起降飛機(jī)升力風(fēng)扇的設(shè)計方法，并且設(shè)計了一個