[发明专利]一种应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法

权利要求书

1.一种应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法，其特征在于，包括：

建立机体自由度平衡方程组，所述自由度平衡方程组包括直升机三个方向的合力及合力矩构成的六自由度平衡方程；

在0-A的小速度范围内，以直升机模式进行配平，所述直升机模式进行配平包括采用总距、差动总距、横向变距、纵向变距、俯仰角及滚转角6个变量以及采用所述六自由度平衡方程进行配平，获得小速度段配平值；

在A-B的过渡速度范围内，以直升机模式和推力桨模式分别进行配平，所述推力桨模式进行配平包括采用总距、差动总距、横向变距、推力桨总距、俯仰角及滚转角6个变量以及采用所述六自由度平衡方程进行配平，获取过渡速度段配平值；

计算在A-B的过渡速度范围内的直升机模式和推力桨模式配平时的需用功率，形成两条操纵模式变化线，将所述两条操纵模式变化线置于同一坐标系下，选取由功率值较小对应的操纵模式变化线的线段所组成的变化线所对应的配平值作为过渡段初始配平值；

确定在A-B的速度范围内，当旋翼桨毂俯仰力矩超过第一阈值时，基于直升机配平模式得到配平值，调整推力桨推力，在功率变化最小的情况下使所述旋翼桨毂俯仰力矩不高于所述第一阈值，获得最终的过渡段配平值；

在B以上的速度范围内，按推力桨模式进行配平，获得大速度段初始配平值；

对B以上的速度范围内的任一速度值，计算拉力功率比，若所述拉力功率比小于第二阈值，则增加差动横向变距变量以及拉力功率比方程构成7变量7方程对小于所述第二阈值的拉力功率比所对应的速度段重新进行配平，获得大速度段第二配平值；

以所述小速度段配平值调控直升机在0-A的小速度范围的气动变化，以所述最终的过渡段配平值调控直升机在A-B的过渡速度范围的气动变化，以所述大速度段初始配平值与大速度段第二配平值共同调控直升机在B以上的大速度范围的气动变化，其中，A取50-70km/h范围的任一值，B取280-320km/h范围内的任一值。

2.如权利要求1所述的应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法，其特征在于，所述建立机体自由度平衡方程组之前包括：

获取三旋翼尾迹结构及相互诱导速度，形成诱导速度表，所述三旋翼包括尾翼以及共轴的上旋翼与下旋翼；

根据所述诱导速度表计算共轴刚性双旋翼气动力。

3.如权利要求2所述的应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法，其特征在于，所述根据诱导速度表计算共轴刚性双旋翼气动力包括：

使用叶素法给出上旋翼与下旋翼在无诱导速度下的气动力初始值；

采用动量法，根据两幅旋翼气动力反求每副旋翼的自诱导速度；

根据所述诱导速度表计算每副旋翼对另一幅旋翼的诱导速度；

使用叶素法，更新两幅旋翼的气动力。

4.如权利要求3所述的应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法，其特征在于，所述更新两幅旋翼的气动力包括：

若更新后的气动力相比于气动力初始值超出预期限制范围，则依据更新后的气动力重新计算每副旋翼的自诱导速度，更正两幅旋翼的气动力。

5.如权利要求1所述的应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法，其特征在于，所述第一阈值为34000N·m。

6.如权利要求1所述的应用于共轴带推力桨高速直升机的配平操纵设计方法，其特征在于，所述第二阈值为0.8，所述拉力功率比方程为：

其中，T_forward为前飞拉力，P_forward为前飞功率，T_hover表示悬停拉力，P_hover表示悬停功率。