本文介绍了直升机自动倾斜器球铰自润滑关节轴承(球铰轴承)试验机研制的背景和意义,通过分析自动倾斜器专用自润滑关节轴承的结构、运动原理、失效形式,探讨了试验机的主要技术参数、结构、系统组成及控制方案等。并对试验机所采用的以空间机构和运动分解的方式实现关节轴承的三个自由度运动;采用液压缸主动控制技术模拟交变载荷、脉动载荷;通过水冷/加热方式模拟环境温度;采用可编程控制器及触摸屏实时控制、监测关节轴承各种试验参数等几个创新点进行了论述。

光机身对直升机气动特性影响比较大,准确地获得光机身的气动特性数据对直升机的内部系统布置与减阻设计具有重要作用。首先对三种不同类型的直升机光机身的气动特性进行CFD计算,之后分别采用增量法和比例法分析了计算结果与风洞试验结果之间的相关性。结果表明,光机身气动特性的CFD计算值与风洞试验结果的变化趋势一致。当攻角或侧滑角变化时,两者的差值变化比较大;但是在大部分攻角或侧滑角范围内,两者的比值在某个固定值附近。研究结果可为直升机光机身气动特性计算方法选取和计算结果修正提供一定的参考。

基于滑移网格模型,通过求解三维非定常N-S方程,分析涵道螺旋桨与普通螺旋桨的力学特性与流场分布特性,研究了侧风对涵道螺旋桨气动性能的影响。涵道螺旋桨总拉力随风向变化规律与普通螺旋桨相同,都随风向方向增大先增大后减小,最大值在风向为105°~120°区间。随着风向方向逐渐增大,螺旋桨前进速度逐渐减小使得螺旋桨拉力增大,侧风会降低桨叶气动性能使得螺旋桨拉力减小。侧风会产生侧向阻力,涵道会产生更大的侧向附加阻力,使得涵道螺旋桨总附加阻力大于普通螺旋桨。有侧风时,普通螺旋桨与涵道螺旋桨的拉力都随时间呈周期性变化,但涵道螺旋桨总拉力随时间变化幅度更大。

桨毂、起落架、平尾和垂尾等部件对直升机的气动特性、稳定性和操纵性等有比较大的影响,因此获得这些部件的气动特性在直升机研制过程中非常重要。分别采用风洞试验和两种CFD计算方法获得了某无人直升机算例样机的桨毂、起落架、平尾和垂尾四个部件的气动特性,并对三种方法得到的结果进行了对比分析。结果表明部件阻力、侧向力和滚转力矩的风洞试验值与CFD计算取值相差比较大,但是三种方法得到的升力、俯仰力矩和偏航力矩值相差比较小。两种CFD方法计算得到的部件气动特性差别比较小。研究结果可为直升机部件的气动特性风洞试验或数值计算提供一定的参考。

本文根据超黄蜂直升机液压系统污染危及飞行安全的教训,从理论和实践的结合上,研究了直升机液压系统污染的危害、原因及防治对策。以期引起国内直升机界设计、制造、使用的警觉,重视直升机液压系统污染的研究和防治,保证飞行安全。

直升机液压系统的油液相当于人体内的血液,为整个机器提供动力支持和能量的供应。因此,保持液压系统的清洁,对直升机的安全非常重要。本文对直升机液压系统污染物的种类和危害进行了详细的介绍,对直升机液压系统污染的原因进行了探讨,阐述了直升机液压系统污染防治的办法。

平尾纵向气动特性数据是直升机研制过程中飞行品质和载荷等计算的设计输入。采用CFD计算方法对某型无人直升机的机身气动特性进行了计算,包括无侧滑、小侧滑、中等侧滑和大侧滑状态;之后提取出单独平尾的纵向气动特性数据;然后对单独平尾纵向气动特性的CFD计算值与风洞试验结果进行了对比分析,分别采用增量法和比值法分析了两者的相关性。结果表明,平尾纵向气动特性CFD计算值的变化趋势与风洞试验结果一致。在大攻角范围内,两者的差值比较大,但是两者的比值比较稳定。在小侧滑和中等侧滑状态,两者的比值比较小。研究结果可为平尾气动设计和气动特性CFD计算结果的修正提供一定的参考。

液压系统具有运动平稳、操作控制方便、单位功率质量轻等特点,是直升机上重要的能量传递系统,其可靠运行对于保证直升机操纵能力至关重要。事实表明,液压元件的工作可靠性与油液的污染程度密切相关。因此,研究液压系统油液污染控制技术,提高液压系统可靠性,对于提升直升机的可靠性和安全性具有重要意义。阐述了液压系统油液污染的来源、种类及危害;通过分析油液及其内部包含的污染颗粒在系统内的传递扩散方式,建立了直升机液压系统油液污染控制模型,分析了模型中各因素对油液污染控制的影响。结果表明:合理减小油箱体积能够加快油液的净化速率;控制液压系统初始污染物浓度,能够提升系统寿命;需要根据系统污染侵入速率、生成速率、过滤器过滤比确定系统目标清洁度要求。

平尾和垂尾是直升机重要的气动面,其气动特性数据是计算飞行品质和载荷等的设计输入。采用CFD方法分别对两种构型直升机的全尺寸和缩比模型进行了气动特性计算,计算状态包括大攻角和大侧滑角状态。之后提取出其中的平尾和垂尾气动特性结果,并与风洞试验结果进行了对比分析。结果表明,CFD计算得到的平尾和垂尾气动特性值与风洞试验结果变化趋势一致,其中平尾气动特性数据在数值上相差比较小,而垂尾气动特性数据在数值上的误差比较大。研究结果可为直升机平尾和垂尾大角度气动特性计算方法选取和计算结果修正提供一定的参考。

液压阻尼器是某型机旋翼研制中的关键元件。本文根据直8液压减摆器性能试验结果拟合出直8型机液压阻尼器力—速度曲线获得直8型机液压阻尼器定压活门开启速度;采用数值仿真方法对直8液压阻尼器和某型机液压阻尼器轴向速度进行了计算;采用薄壁小孔等效阻尼系数计算公式对直8液压阻尼器和某型机液压阻尼器节流片节流孔面积进行了计算;同时进行了某型机液压阻尼器补油装置油液体积的计算。上述计算方法和计算结果可为某型机液压阻尼器结构设计提供依据。