【工业设计屌丝的飞行器设计】起飞重量100吨以上的重型 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 20:02:50


在论坛里像starikki,tsq大这样的专业人士的鼓舞和启发下,本业余人员斗胆放出一个自己设计的超重型运输直升机方案。由于本菜鸟对直升机的设计不是特别熟悉,可能有很多不够严谨的地方,欢迎各位批评、讨论{:soso_e113:}
本直升机主要用途有:
1,一般用途的军用、民用货运直升机

2,执行抗灾抢险任务,运送大件物品到其他交通工具没法到达的地方

3,两栖垂直登陆

4,为空降部队运送重型机械化装备

5

基本数据:
长(不含旋翼):31米
前翼展(不含旋翼):25米
后翼展(不含旋翼):21米
旋翼直径:19米
空重:60吨
最大起飞重量:115吨
最大酬载:45吨
最大速度:370km/h
巡航速度:320km/h

==========================================================================================================

12月2日更新

鉴于两级旋翼的两个旋翼间互相干扰,效率比正常的单旋翼低,具体低多少还是个未知数。为了贯彻本人成熟、弱智的理念,这两天改了改,加长机身,以容纳下4个30m直径的旋翼,左右两边的发动机用同步轴同步起来,这样可以让旋翼叶片在不打架的情况下有一定的交叉。

新的参数:
鸡长:35米
翼展:25.5米
空重:66t
最大起飞重量:123t
最大速度:350km/h
巡航速度:300km/h
最大筹载:47t



=====================================================================================================================

其有别于正常布局直升机的地方有:

一,四旋翼布局

这种布局类似于V22倾转旋翼机的升级版,V44,只是不可偏转


二,两级旋翼(已放弃)

他看起来像四个共轴直升机拼一起,事实上他的上下两层旋翼是同向转动的,就像喷气发动机里面的两级叶片一样。全机一共四组,8副旋翼,由四台5300kw涡轴发动机驱动。  两组顺时针旋转,两组逆时针旋转,以抵消扭矩。这种同向旋转的共轴旋翼,我搜遍了网络找不到任何类似的方案,也找不到任何应用范例。
理论上说这种同向共轴旋翼,结构相比共轴直升机大幅度简化,能以更小直径的旋翼达到更大的升力,,而且由于上下两幅叶片转速一致,彻底杜绝了共轴直升机在做大机动时叶片打架的问题,降低了对叶片刚度的要求,从而降低了生产成本。

三,机身中部重心处 有一对能像V22发动机一样倾转的涡桨发动机

前苏联在60年代搞过当时,也是现在世界上最大最重的直升机---米12起飞重量超过了100吨。可惜这个史前巨兽般的直升机后来下马了,下马的一大原因就是mi12的操控性实在太差了,很难满足实际使用的需求。为此我在本方案的机身的中部布置了两台可以自由转动、桨距可调的涡轮螺旋桨发动机。整机的控制一部分由旋翼来完成,另外一部分靠着两台涡桨发动机。

垂直起降时,这两台发动机转到90度,垂直于地面,提供一部分升力。
如果此时直升机需要滚转力矩,那就提高一台发动机的升力,降低另一台的。
如果需要偏航力矩,就让一台发动机向前倾斜,一台发动机向后倾斜,这样两台发动机的推理分别会有一个向前和向后的分量,从而形成偏航力矩。
如果这两台发动机能左右偏转一定的角度的话,甚至可以为直升机提供直接侧力,可以抵抗住横风的影响。

同理,平飞时,这两台发动机旋转到水平位置,主要提供前进的推力,让本飞机达到一个比较高的速度。需要时也可以差动偏转,为飞机提供滚转,偏航,或者直接侧力。

如此一来,本直升机有 旋翼和矢量发动机 两种控制手段,控制力非常强大,可以做到像轻型直升机一样灵活自如的操控,大大提高的使用时的安全性和灵活性。
悬停时本鸡鸡甚至可以在不改变姿态的情况下,靠矢量推理进行前后左右的平移,以及原地转弯。这种飞行能力对于汶川地震抢险这样的环境是非常有用的,这种情况下经常需要在狭小的场地起降,还要在复杂的气象条件下进出一些狭窄的山谷。汶川地震抢险中失事了一架米171,据分析这架飞机的坠毁,可能就是因为在山谷里飞行时遇到了乱流,导致飞机失控坠毁的。


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在论坛里像starikki,tsq大这样的专业人士的鼓舞和启发下,本业余人员斗胆放出一个自己设计的超重型运输直升机方案。由于本菜鸟对直升机的设计不是特别熟悉,可能有很多不够严谨的地方,欢迎各位批评、讨论{:soso_e113:}
本直升机主要用途有:
1,一般用途的军用、民用货运直升机

2,执行抗灾抢险任务,运送大件物品到其他交通工具没法到达的地方

3,两栖垂直登陆

4,为空降部队运送重型机械化装备

5

基本数据:
长(不含旋翼):31米
前翼展(不含旋翼):25米
后翼展(不含旋翼):21米
旋翼直径:19米
空重:60吨
最大起飞重量:115吨
最大酬载:45吨
最大速度:370km/h
巡航速度:320km/h

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12月2日更新

鉴于两级旋翼的两个旋翼间互相干扰,效率比正常的单旋翼低,具体低多少还是个未知数。为了贯彻本人成熟、弱智的理念,这两天改了改,加长机身,以容纳下4个30m直径的旋翼,左右两边的发动机用同步轴同步起来,这样可以让旋翼叶片在不打架的情况下有一定的交叉。

新的参数:
鸡长:35米
翼展:25.5米
空重:66t
最大起飞重量:123t
最大速度:350km/h
巡航速度:300km/h
最大筹载:47t



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其有别于正常布局直升机的地方有:

一,四旋翼布局

这种布局类似于V22倾转旋翼机的升级版,V44,只是不可偏转


二,两级旋翼(已放弃)

他看起来像四个共轴直升机拼一起,事实上他的上下两层旋翼是同向转动的,就像喷气发动机里面的两级叶片一样。全机一共四组,8副旋翼,由四台5300kw涡轴发动机驱动。  两组顺时针旋转,两组逆时针旋转,以抵消扭矩。这种同向旋转的共轴旋翼,我搜遍了网络找不到任何类似的方案,也找不到任何应用范例。
理论上说这种同向共轴旋翼,结构相比共轴直升机大幅度简化,能以更小直径的旋翼达到更大的升力,,而且由于上下两幅叶片转速一致,彻底杜绝了共轴直升机在做大机动时叶片打架的问题,降低了对叶片刚度的要求,从而降低了生产成本。

三,机身中部重心处 有一对能像V22发动机一样倾转的涡桨发动机

前苏联在60年代搞过当时,也是现在世界上最大最重的直升机---米12起飞重量超过了100吨。可惜这个史前巨兽般的直升机后来下马了,下马的一大原因就是mi12的操控性实在太差了,很难满足实际使用的需求。为此我在本方案的机身的中部布置了两台可以自由转动、桨距可调的涡轮螺旋桨发动机。整机的控制一部分由旋翼来完成,另外一部分靠着两台涡桨发动机。

垂直起降时,这两台发动机转到90度,垂直于地面,提供一部分升力。
如果此时直升机需要滚转力矩,那就提高一台发动机的升力,降低另一台的。
如果需要偏航力矩,就让一台发动机向前倾斜,一台发动机向后倾斜,这样两台发动机的推理分别会有一个向前和向后的分量,从而形成偏航力矩。
如果这两台发动机能左右偏转一定的角度的话,甚至可以为直升机提供直接侧力,可以抵抗住横风的影响。

同理,平飞时,这两台发动机旋转到水平位置,主要提供前进的推力,让本飞机达到一个比较高的速度。需要时也可以差动偏转,为飞机提供滚转,偏航,或者直接侧力。

如此一来,本直升机有 旋翼和矢量发动机 两种控制手段,控制力非常强大,可以做到像轻型直升机一样灵活自如的操控,大大提高的使用时的安全性和灵活性。
悬停时本鸡鸡甚至可以在不改变姿态的情况下,靠矢量推理进行前后左右的平移,以及原地转弯。这种飞行能力对于汶川地震抢险这样的环境是非常有用的,这种情况下经常需要在狭小的场地起降,还要在复杂的气象条件下进出一些狭窄的山谷。汶川地震抢险中失事了一架米171,据分析这架飞机的坠毁,可能就是因为在山谷里飞行时遇到了乱流,导致飞机失控坠毁的。


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用两层旋翼的原因是什么
我看很有必要研制重型直升机
紫川流风 发表于 2012-11-29 16:14
用两层旋翼的原因是什么
你的意思是为什么旋翼还要共轴吧,我估计是考虑到控制旋翼的直径,想做紧凑些。
如果4个共轴旋翼高低配合起来,布置应该还可以更紧凑些
紫川流风 发表于 2012-11-29 16:14
用两层旋翼的原因是什么
4楼回答的很正确~为了缩小旋翼直径,从而缩小翼展和机身长度,从而降低空重,从而提高载重能力。。

这要在航母或者两栖攻击舰上玩垂直起降,那得多大的甲板啊
这东西估计飞不快 还不如把机身都取消了 做成专门的起吊直升机
共轴咩····用卡系的技术~~~??
mobylee 发表于 2012-11-29 16:18
你的意思是为什么旋翼还要共轴吧,我估计是考虑到控制旋翼的直径,想做紧凑些。
如果4个共轴旋翼高低配合 ...
其实这也是我纠结的地方

到底要不要桨叶重叠一部分呢,如果重叠了,能进一步缩小整机尺寸,但是需要增加沉重的发动机同步轴,把四个发动机全部同步起来。这样缩小了机体尺寸,导致货舱体积缩小,反而还增加了空重,导致运载能力降低。

如果不要同步轴的话,倒是能省很多重量,但是安全性大降
有同步轴的话,一台发动机坏了飞机还能勉强飞,没有的话,四台发动机中只要一台坏了就彻底完蛋了
Dream_Angel 发表于 2012-11-29 16:25
这东西估计飞不快 还不如把机身都取消了 做成专门的起吊直升机
机体阻力倒很小,但是那8副旋翼的阻力太恐怖了,考虑到有专门的推进螺旋桨,估计能飞个300多km/h吧
珠海航展上不是已经有模型了么
woodydy 发表于 2012-11-29 16:31
机体阻力倒很小,但是那8副旋翼的阻力太恐怖了,考虑到有专门的推进螺旋桨,估计能飞个300多km/h吧


我的意思是反正旋翼阻力已近那么大了 不如降低飞行速度
没必要弄那个推进桨。。。起吊平台没这么多要求吧。。。而且300KM/h直升机除了X2X3没几个能飞到这个速度的
83735560 发表于 2012-11-29 16:22
这要在航母或者两栖攻击舰上玩垂直起降,那得多大的甲板啊
起降时大概占地面积相当于米26的两倍左右~还好还好

如果搞机翼折叠的话,停放面积还能比米26小一点
Dream_Angel 发表于 2012-11-29 16:34
我的意思是反正旋翼阻力已近那么大了 不如降低飞行速度
没必要弄那个推进桨。。。起吊平台没这么多要 ...
300km很多武直都能飞的,况且他们还是传统直升机,高速时升力不对称
另外这个不是专门的推进浆,而是一种能360度全向转动的推进装置,提高速度只是额外收获而已。最最重要的作用是提高直升机的操控性。


这个构思,苏联人曾经有过并且制造成过同一类型巨型直升机。

米V-12


这个构思,苏联人曾经有过并且制造成过同一类型巨型直升机。

米V-12

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2012-11-29 16:47 上传


cdleio 发表于 2012-11-29 16:43
这个构思,苏联人曾经有过并且生成过同一类型巨型直升机。


米12?差太远了吧

我倒觉得我这个像旋翼不能倾转的V44
cdleio 发表于 2012-11-29 16:43
这个构思,苏联人曾经有过并且生成过同一类型巨型直升机。


米12?差太远了吧

我倒觉得我这个像旋翼不能倾转的V44
woodydy 发表于 2012-11-29 16:45
米12?构型差太远了吧
呵呵,算是砍掉一半机身的吧:$
我觉得,直升机做到MI26已经算是太大太重了。
追风箭 发表于 2012-11-29 16:54
我觉得,直升机做到MI26已经算是太大太重了。
这要看有没有垂直运输超大货物的需求了。。

俺就只是提出个技术上的设想吧
这样的结构没啥外挂能力吧?比较中意CH-47,没有第二。
同工业设计的!希望多学习,普及知识。话说我很想进中航的。{:hao:}
刚刚算了算,米12起飞重量105吨,旋翼总面积1924平方米
我这个起飞重量115吨,旋翼总面积2270平方米,加上倾转涡桨发动机的升力,算是够用了
woodydy 发表于 2012-11-29 16:58
这要看有没有垂直运输超大货物的需求了。。

俺就只是提出个技术上的设想吧
根据平衡的需要,您这种构型,应该是机头机尾各一个螺旋桨,左右各一个螺旋桨,这样前进和左右移动才能更容易控制并保持平衡;
但四个发动机,综合的可靠性下降不少,而且您这种设计的构型也确实复杂,对抗复杂气象条件的能力差;
当然,对您大胆设想并细心画出这么多图片的精神,本人由衷佩服。
米-12倒是总重达到了105吨,短剧起落载重30吨。这货能飞260公里的时速,很变态的。
狼胥封侯 发表于 2012-11-29 17:00
这样的结构没啥外挂能力吧?比较中意CH-47,没有第二。
这种结构最大的优点就是载重能力强;中科院以前有教授研究过这个东西,载重能力是它唯一的优点。
狼胥封侯 发表于 2012-11-29 17:00
这样的结构没啥外挂能力吧?比较中意CH-47,没有第二。
从哪里能看出无法外挂的呢?
追风箭 发表于 2012-11-29 17:07
根据平衡的需要,您这种构型,应该是机头机尾各一个螺旋桨,左右各一个螺旋桨,这样前进和左右移动才能更 ...

结构极端复杂这一点我承认。。。旋翼机我了解不是特别多,不知道这种V44类型的矩形布置,相较于类似4旋翼遥控模型的前后两个左右两个的菱形布置,各有什么优缺点
woodydy 发表于 2012-11-29 17:16
结构极端复杂这一点我承认。。。旋翼机我了解不是特别多,不知道这种V44类型的矩形布置,相较于类似4旋 ...
当你的直升机需要前进时,你如何提供向前的力?菱形布置的优势是,机头一沉就直接走人,而且力矩很平衡。
岳正则 发表于 2012-11-29 17:03
同工业设计的!希望多学习,普及知识。话说我很想进中航的。
握手握手
追风箭 发表于 2012-11-29 17:21
当你的直升机需要前进时,你如何提供向前的力?菱形布置的优势是,机头一沉就直接走人,而且力矩很平衡。

这种矩形的布局鸡头一沉不能走人吗??
另外这种不在中线上的旋翼,在高速时产生的升力不对称性  相对于纵列或者常规布局 还是要小一点吧,有利于安全
woodydy 发表于 2012-11-29 17:23
这种矩形的布局鸡头一沉不能走人吗??
另外这种不在中线上的旋翼,在高速时产生的升力不对称性  相对 ...
关键是怎么让机头一沉。
菱形布置的时候,只需少让鸡头螺旋桨转速略低于鸡尾螺旋桨即可,很简单。你的布置方案,就要多琢磨一下了。
追风箭 发表于 2012-11-29 17:26
关键是怎么让机头一沉。
菱形布置的时候,只需少让鸡头螺旋桨转速略低于鸡尾螺旋桨即可,很简单。你的布 ...
这种布局是前面两个旋翼,后面两个,需要鸡头下沉的话,降低前面两个发动机的功率,提高后面两个发动机的功率就可以了吧

可惜那两台小涡桨装在重心处的,没法用来提供俯仰力矩
woodydy 发表于 2012-11-29 16:22
4楼回答的很正确~为了缩小旋翼直径,从而缩小翼展和机身长度,从而降低空重,从而提高载重能力。。{:158 ...
不能通过增加桨叶数目来解决吗,下层桨叶的工况恶劣,效率应该很差。
woodydy 发表于 2012-11-29 17:21
握手握手
对了楼主,你学的3d绘图软件是达索的catia还是proe啊?有好的推荐一下吧!
还是首要解决涡轴啊
追风箭 发表于 2012-11-29 17:09
这种结构最大的优点就是载重能力强;中科院以前有教授研究过这个东西,载重能力是它唯一的优点。
玩过四轴飞行器的表示这个根本不是问题    包括滚转、刷锅什么的  四轴最简单了
mygodson 发表于 2012-11-29 17:50
还是首要解决涡轴啊
听说米26改进型有个1万kw的发动机,这个我看不错
岳正则 发表于 2012-11-29 17:40
对了楼主,你学的3d绘图软件是达索的catia还是proe啊?有好的推荐一下吧!
我要是会这些玩意儿,还会发手绘图吗
原理可行,想法也不错,不过该机最大的问题是如果任意一个发动机有问题,那坠机就很难幸免。不像其他飞机可以滑行,或靠其他发动机继续飞行。
洪斌 发表于 2012-11-29 17:39
不能通过增加桨叶数目来解决吗,下层桨叶的工况恶劣,效率应该很差。
桨叶也不能无限制增加吧,莫非增加成涡轮一样?

目前的中型直升机,一般都是6叶了,像米26这样的是8叶,好像找不到桨叶更多的了