响应《兵工科技08年6期招标》,提供思路,欢迎联系。

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 08:02:56
响应《兵工科技08年6期招标》,提供思路,欢迎联系。

应标一:《共轴半刚性双旋翼重型直升机》

根据m-m的意见,结合最近思考,提出最新构思:

一、外观与西科斯基X-2类似,也是双X形状的四旋翼,间距较近。

二、创新之处:
   (一)、旋翼中间有整流圆盘,圆盘的作用是:
       1、整流,减小前飞阻力;
       2、前飞时提供升力,降低旋翼载荷;
       3、为布置双旋翼间的结构提供较大空间,同时让旋翼接连接尺寸加长,更有利于提供旋翼的刚度,避免碰撞问题。

   (二)上下旋翼间距控制技术(上下旋翼不同安装角技术)
    刚性旋翼对旋翼材料要求太高,也不能完全做到刚性,故采用半刚性,即比一般柔性旋翼刚度要好,但比纯刚性要求降低,从而便于工程实现。

   方案:上下旋翼不同安装角技术
    上旋翼安装角上偏,下旋翼可以稍微下偏或者不偏,加大旋翼翼稍的距离。从而避免由于旋翼弯曲造成的上下旋翼碰撞问题,进而可以进一步缩小上下旋翼之间的距离。响应《兵工科技08年6期招标》,提供思路,欢迎联系。

应标一:《共轴半刚性双旋翼重型直升机》

根据m-m的意见,结合最近思考,提出最新构思:

一、外观与西科斯基X-2类似,也是双X形状的四旋翼,间距较近。

二、创新之处:
   (一)、旋翼中间有整流圆盘,圆盘的作用是:
       1、整流,减小前飞阻力;
       2、前飞时提供升力,降低旋翼载荷;
       3、为布置双旋翼间的结构提供较大空间,同时让旋翼接连接尺寸加长,更有利于提供旋翼的刚度,避免碰撞问题。

   (二)上下旋翼间距控制技术(上下旋翼不同安装角技术)
    刚性旋翼对旋翼材料要求太高,也不能完全做到刚性,故采用半刚性,即比一般柔性旋翼刚度要好,但比纯刚性要求降低,从而便于工程实现。

   方案:上下旋翼不同安装角技术
    上旋翼安装角上偏,下旋翼可以稍微下偏或者不偏,加大旋翼翼稍的距离。从而避免由于旋翼弯曲造成的上下旋翼碰撞问题,进而可以进一步缩小上下旋翼之间的距离。
应标二:《短距起降运输机增升技术》

<方案一>:APU引气动力增升

    飞机是上单翼传统结构,在每侧机翼下各布置一台APU。从APU引气到向襟翼喷气,实现增升。

<方案二>起落架舱门打开提供升力技术
    起落架舱门成翼面结构,安装角度也按照机翼方式安装,当起飞和降落时,舱门打开形成一机翼,从而提供升力。进一步可以结合地面效应,提高升力。

方案一和方案二可以结合使用,也可单独使用。
俺还不会使用3D造型工具,所以那位有意按照上述思路做3D图的话,可以与俺沟通,然后投稿。
俺的邮箱是:tsqzsl@yahoo.com.cn
m-m:
放假这三天,查了不少直升机、飞机等方面的资料,主要是想先验证自己的构思有没有明显的问题,所以示意图可能要晚一些画。俺用ProE画,效果肯定不怎样。

对于《共轴半刚性双旋翼重型直升机》,俺考虑的主要问题是:
(1)、X布置的上下旋翼会形成前面旋翼是前掠翼,上面旋翼上反角,造成前掠翼面临的“气动弹性发散”问题。后来算是找到解决办法,即通过控制旋翼迎角来解决。
(2)、旋翼上反角安装后的圆周运动问题,主要是离心力造成了旋翼向下趋势。当然也有解决办法,即本身旋翼工作时会有向上升力偏转,这个偏转角度合适的话,问题不大,但就是不知道需要偏转多少。目前还没有查到资料,希望是符合我所想的。
(3)、中间圆盘的复杂气动问题。由于圆盘旋转,加上上下旋翼都有与圆盘连接的口,使得圆盘的气动非常复杂,结构尺寸相当难以处理。如果可能的话,还是等专家来处理吧。
(4)、整架飞机的结构布置和前推驱动问题:由于直升机非常复杂的气动运行状态,使得推动螺旋桨和其他布置都不是很好解决。
总之,经过三天多的思考,感觉这个构思基本可行,毕竟这个东西本身就比较复杂,还是由我们提出来交给专家来判断吧。
今后两天将示意图完善出来。
《无尾桨矢量推力运输直升机》
在考虑前面问题解决的时候,同时也在思考别的方案,构思出一种更传统的方案,方案要点如下:

1、类似MD-600N的无尾桨方案,只是将尾浆更矢量化了。在直升机开始前飞后,垂直尾翼开始能够稳定航向,平衡主旋翼的力会减少,可以将无尾桨的风扇通过推力矢量口向后侧方向吹,从而提供前推的力,提高速度。

2、旋翼中间有剖面为翼型的圆盘,其功能是在高速时为旋翼卸载,从而降低旋翼转速,为旋翼卸载。



《交叉双旋翼运输直升机》
卡曼公司的交叉旋翼机的两个轴的角度较大,使得旋翼安装倾斜角度较大,旋翼翼稍里地面较近,这是个很不利的因素。如果半刚性上反角安装方案可行的话,就可以将该方案用在交叉旋翼方案上。这样,一方面旋翼安装角的存在,尽量避免了旋翼碰撞问题,同时让旋翼翼稍距离地面较远;另一方面还可以降低两个轴的夹角,进一步让旋翼翼稍距离地面较远。

采用这个方案后,整个结构有所简化,更适合吊装重物。但交叉旋翼的主要问题是前飞时速度较慢,因为两个旋翼的迎风阻力太大。为了提高速度,需要一个专门的推进螺旋桨,两个旋翼在前飞时降低转速,减少前飞阻力,从而提高飞行速度。

需要指出的是,许多人以为交叉旋翼的每组旋翼只能是两片式的,这个理解是错误的。交叉旋翼可以让每组旋翼超过两个,只是目前没有需求。卡曼交叉旋翼只有过两个产品,以前是给美国海军用的,目前的K-MAX主要是用于伐木吊运。吊运木头,木头的重量有限,所以其设计自然是考虑用户的实际需求来定,每个旋翼组两片,总的旋翼数量达到了4片,另外旋翼速度也不能太快,这样每个旋翼组两片就满足需要,自然不需要考虑两片以上的。如果要吊运更重的物体,自然会增加旋翼的数量。
你可以手绘嘛,有个意思就行:)
俺的那个旋翼有个上反角的安装设想,现在找到了专业词汇,即旋翼的“锥度角”。这个角一般大小是3-5度,一些直升机本身就是这样安装的。

现在,关于直升机俺提出了三个设想。俺现在主要关注在第三个上,即《交叉双旋翼运输直升机》的设想上,因为在这个上面,卡曼公司的每副旋翼是两片叶片,俺要增加3-4片,从而提高总的承载能力,同时也有新的推进系统,以提高速度。现在示意图快画好了。

其他两个方案,《共轴半刚性双旋翼重型直升机》的总体方案其实是受到西科斯基的影响,没有让人耳目一新的感觉。《无尾桨矢量推力运输直升机》与MD-600类似,只是将整个平衡主旋翼的喷气风扇矢量化了,创新性也不是很多。

在这三个方案中,《共轴半刚性双旋翼重型直升机》可以做到较大速度,因为其使用的是刚性旋翼,但难度最大,因为刚性旋翼本身就不容易。另外其技术风险也很大,西科斯基从六十年代提出到现在已经过去了四十多年,还是没有成功的产品推出。

《无尾桨矢量推力运输直升机》技术风险最小,因为都是经过验证的东西,组合一下即可,但相应的性能优点最小,因为旋翼是按照传统方式工作,速度提上去不容易。要提高需要加短机翼,会付出更多重量代价。

《交叉双旋翼运输直升机》的的起重性能比较突出,缺点是速度慢,到现在也没有出现过大型直升机。要搞大,关键在解决旋翼叶片数量要增加的问题,这个俺觉得能够解决,也提出了方案。另外一个问题是速度,看早期卡曼公司的直升机的速度,似乎也不算慢,可以达到250公里以上,而且爬升性能不错。考虑到直升机速度主要是受到旋翼在直升机前行时出现的不对称速度分布的影响,那么交叉双旋翼直升机反而比传统直升机更容易提高性能。因为可以使用西科斯基的前行桨叶的概念,整个气动布局也更对称,所以提高速度潜力不错。

综合这些考虑,俺目前更侧重于《交叉双旋翼运输直升机》。
卡曼公司的交叉双旋翼是2片的,而且交叉角度较大,不过飞机较小,但升限不错和承载能力不错,这对救灾有好处,就是速度较慢。



俺的设想是机身放大,将叶片数量增多。机身放大后,自然两个交叉转轴之间的距离就加大,可以让转轴倾斜稍小一些也能保障安全性。(俺设想轴倾斜向两侧倾斜度为5度,加上旋翼的锥度角5度,从而让两副旋翼之间的夹角增加到10度的样子。旋翼轴距离大约为3米,这样一侧旋翼到另外一侧旋翼的顶部大约有0.5米的距离,基本能够左右之间的碰撞问题。
设想中的旋翼是半刚性的,故旋翼在地面停放时,向下弯曲较少或者不弯曲,从而增大旋翼与地面之间的距离,增加安全性。
旋翼叶片从2片增加到3片,布置按照下面方式来布置。考虑到旋翼不要碰撞,旋翼前行方向应该是在机身顶部。


当每副旋翼有3片时还不能满足承重要求时,旋翼叶片应该增加。但由于旋翼是左右交叉的,增加的数量有限。而且旋翼数量增加后,碰撞机会大增。考虑到避免旋翼碰撞问题,俺设想的每副旋翼的4片之间夹角不是90度,而是45度和135度。实际上,米-26的旋翼是8片,每片旋翼之间的夹角是45度,这表面夹角是45度并非不可行。看图:


前面看到卡曼直升机的速度较慢,常见的说法是交叉旋翼直升机的迎风面积较大。实际上,卡曼在上实际六十年代的交叉旋翼直升机速度也可以达到250公里左右,比当时的飞机并不慢。直升机的速度主要是由于向前飞行时,前行旋翼上空气的相对速度等于旋转的线速度加上飞行速度,而后行旋翼上的相对空气的速度是旋转线速减去飞行速度,还要避免前行旋翼上出现超音速问题和后行旋翼出现的失速问题,这是限制直升机速度的主要原因。另外直升机飞行要靠旋翼提供前行力,这也限制了速度的提升。
如果要让这个运输直升机速度达到或超过300公里/小时,就不能单靠旋翼来飞行。可以设置风扇推进。俺设想的推进方式与MD无尾桨的风扇类似,不同的是将其变成矢量推力,提高飞行速度和机动性。当靠风扇推进前进时,由于两副旋翼在气动上基本是左右对称,从而有可能在直升机前行是降低旋翼转速,从而避免前行旋翼面临音障,也不担心后行旋翼失速的问题。这样反而有利于提高飞行速度。
看MD的无尾桨直升机示意图。
这样构思的理由。
1、山区飞行,需要良好的悬停功能和较大的升限,交叉旋翼直升机可以将发动机的所有功率用在旋翼上,不需要尾桨,使得承载能力有很大提高,而且飞机升限较好,这在飞跃山区是非常有用。

2、从K-man公司的资料上看,其噪音要比传统直升机小,因为传统直升机有一个噪音很大的尾桨,这本身就消耗了一个很大的噪音源。

3、布置了矢量推力后,由于两幅旋翼左右对称,可降低旋翼速度而不担心后行旋翼的失速问题,故可以大幅提高飞行速度(概念有点类似西科斯基的X2的前行桨叶概念)
上面的图是用ProE画的示意图,效果与3DMAX做的相差太远。请按照上述示意图来制作3D和效果图。
老兄就用ProE做吧
没什么不同的
3Dmax出个示意图也差不多就这样
俺的ProE用的也不熟。
好吧就让我们联手一起完成这个项目把
对于有什么地方需要探讨的,可以短信或者电子邮件讨论。多谢!
]]
1、旋翼中间的圆盘:

最早旋翼中间是想搞一个很大的圆形机翼实现整流和提供升力,后来查了圆形机翼的气动方面的资料,发现圆形机翼效果不佳,带来许多不确定的问题,所以就采用传统的结构,即中间还是继续采用传统结构。
不过,旋翼中间可以借鉴科曼奇的整流罩,俺本来想画成那样,只是ProE用得不熟。


2、由于招标是运输直升机,载重吨位达到了20吨,所以不用加火箭弹。

3、关于起落架:
   考虑到高速度,起落架搞成是可收放的,为了方便起落架收起和放下。主起落架和前起落架都采用类似CH-53的方式,具体外形参见http://www.airforceworld.com/heli/h53.htm
起落架轮胎尺寸参见米-26,http://www.airforceworld.com/heli/mi26.htm



3、关于尺寸


(1)、旋翼:
 a)、单个旋翼直径30.00m(单个30米,两副旋翼共同旋转时是33米)两个旋翼桨毂之间的距离是3米。
  b)、交叉旋翼的转轴相对垂直角度为5度。
  c)、旋翼向上的安装角,即旋翼相对转轴不是90度,相当于向上偏转了5度,即夹角是95度。
  d)、选择的半刚性旋翼,故不需要做旋翼下垂效果。旋翼采用矩形,翼型象西科斯基X2那样对称,旋翼翼弦是0.8米。


(2)、机身

    机长(旋翼转动)      32m
  机身长          27m
  机高(到旋翼桨毂顶部)   7.5m
    机身宽                      5m
  尾撑长度               5m(过渡后的尾撑长度,过渡部分长度3m)
    尾撑直径                      1.8m(最小处)
    尾撑内部风扇直径              1.5m
    尾翼翼展                      6m
    主轮距          7.2m
  前主轮距         9m

(3)内部尺寸
    货舱
   长度(装卸跳板放下)   15.00m
     (不包括跳板)    12.00m
   宽度          3.80m
   高度          3.4m


选择这样的内部尺寸,是考虑可以运输的军用和民用设备:

(a)、可以运载包括63轻型坦克在内的大多数轻型装甲车辆。

63坦克宽度3.2米,高度3.122米,重量18.4吨。

(b)、航空集装箱
航空集装箱缺乏一致,主要是LD3型,
其他型号有LD2、LD6、LD7、LD8、M11等,高度基本都是1米63,
LD3长宽是1米56乘1米53,LD7是2米44乘3米18。
高度:两个1米63就是3米26,宽度:两个1米53是3米06,LD7/8最宽处是3米18,
内部横截面内可以放4 个LD3,或2个LD7/8。
]]
俺的MSN 是zhaosllh@hotmail.com。

垂直尾翼好像还没有画。

没有看到你从后部看的图像,建议尾撑最好画成是逐渐过度到圆柱状,这样流线型更好。

通过整流罩把桨毂上的调节桨矩的液压杆遮盖主,象科曼其直升机那样,这样对高速有好处。
总的效果比俺画的好。

窗户似乎有点大,因为这种直升机体积很大,可以参照米-26的窗户。
对于直升机的起落架,可以参照这个来画。
当时急于画个示意图,俺画的那个示意图的机头部分不很成比例。实际的机头可以参照米-26,因为载重20吨的机体,体积会不小。

座舱风挡玻璃要承受飞行的气压和鸟撞,所以通常不会很大。
俺把米-26贴上。
]]
抱歉在家里刚哄小孩睡着。
建议旋翼有一个预先的5度锥角(锥度角),通过锥角,虽然旋翼转轴是倾斜的,但旋翼向外伸出时其角度正好是水平的,因为轴向外倾斜5度,而旋翼向上安装的5度正好使得旋翼成水平。这样可以避免旋翼离地面太近影响安全。

俺目前正在整理文字描述。整理完毕后,发邮件给你。

如果时间充足的话,可以画一个缩小比例的(旋翼直径24米),每副旋翼是3叶的,发动机象CH-53布置的那种。总的几何尺寸和起飞重量与CH-53类似,主要是高度低,能够用在航母或者是两栖登陆舰上。
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我查了邮件,yahoo邮箱和hotmail都没有。
如果是发到hotmail的话,由于长期不用该邮箱,我刚激活。
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邮件服务器太忙就发到这上面把
]]
关于发动机布置,俺画的时候参考的是米-26,米里设计局的典型特色是将发动机放在顶部,而西科斯基放置在顶部稍微靠侧面一些。目前整个发动机布置趋势有点向西科斯基靠拢的味道,因为米-38的布局也采用了类似布局。所以,建议按照CH-53的方式来布置,流线型和视觉效果更好。
发动机布置到侧面后,整个机体高度降低50cm,到6.5米。
抱歉,再增加两个设计方面的变化:

1、将尾撑截面做成类似下面形状:


2、发动机数量增加到3台


再次衡量整个方案后,俺觉得两台发动机数量偏少,建议增加为3台。

主要原因是,我们要面临青藏高原的使用,高原必须有高功率,需要第三台甚至第四台发动机。另外三台发动机整体可靠性要比两台高。

一个显著的例子是,英国和意大利合资的EH-101直升机采用了三台发动机,具有更高的功率和更高的可靠性,赢了美国总统的下一代“海军一号”项目。

如果是3台发动机的话,两台发动机做成象CH-53那样的布置,即稍微偏侧面一些。第三台发动机放在旋翼的后面,其进气道置于两个旋翼转轴的中间。
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:lol :lol :lol :lol :lol如果是投稿不用做的那么细
原帖由 TSQ 于 2008-6-17 14:17 发表
对了,机头似乎有点太“尖”了,CH-53的机头看上去更美观,CH-53的机头更象子弹头小轿车的车头。

ch53速度达不到这个飞机的速度所以机头不需要尖,这架飞机速度很块所以要尖点气动性更好
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加上动感效果真不错,吊装坦克看上去很强悍。

是不用将图做成那种剖视的,做成那样太复杂了。

要不咱们就把发动机改成3台,其他的就不用做大的调整了。即在旁边增加两个发动机,将中间部分做成圆弧的平滑过渡,然后在过度上面增加一个扁平的成水平状的进气口,然后在画个喷气口就可以了。

我今天加快文字描述部分的工作,可能要到今天晚些时候才能发给你。
还有你看看尾成是不是粗了点?
哈哈,三面图搞好后,涂装变成绿色后,看上去太强悍了。:lol :lol :lol
尾撑不粗,对比其他的直升机,也不粗多少。
由于尾撑内部要装风扇,小了不行。
看上去还是挺协调的,唯一感觉过渡不是很成流线型的就是发动机的部分。不过也相当不错了。
坦克做的很漂亮。:lol :lol :lol :victory: