[发明专利]一种直升机尾桨距范围设计方法

说明书

本发明属于直升机飞行力学设计领域，提供一种基于大气密度变化的直升机尾桨距范围设计方法，包括，确定初步最大尾桨距；确定最大扭矩限制；计算给定大气密度下的尾桨扭矩：根据给定大气密度和所述不同尾桨距对应的尾桨扭矩，计算得出不同尾桨距在给定大气密度下的尾桨扭矩；计算给定大气密度下的最大尾桨距；确定实际的最大尾桨距Pedal：确定尾桨失速迎角对应的最大尾桨距为Pedal₃，结构限制的最大尾桨距为Pedal₄，标准大气、海平面状态下的瞬态限制扭矩Q_瞬态对应的最大尾桨距为Pedal₅，以及所述给定大气密度ρ条件下的最大尾桨距Pedal₂，选取Pedal₂、Pedal₃、Pedal₄、Pedal₅中的最小值为实际的最大尾桨距Pedal。

技术领域

本发明属于直升机飞行力学设计领域，具体涉及一种直升机尾桨距范围设计方法。

背景技术

直升机尾桨距主要作用是平衡反扭矩，同时最大尾桨距影响直升机的抗侧风能力。由于受扭矩限制，一般采取固定的尾桨距范围，但随着直升机飞行高度的增加，同时考虑高温情况，大气密度会有所下降，导致尾桨能力降低，进而直升机的抗侧风能力下降，影响直升机的高温、高原使用。现有的尾桨距是固定的，高原环境下的抗侧风能力较弱。

发明内容

本发明的目的：在基本不改变尾桨原有结构，并且重量不增加的情况下，增加直升机高温、高原条件下的最大尾桨距，进而提升直升机高温、高原抗侧风能力。

本发明的技术方案：一种基于大气密度变化的直升机尾桨距范围设计方法，所述方法包括，

确定初步最大尾桨距：根据直升机平衡反扭矩要求和抗侧风要求得出尾桨距范围，确定所述初步最大尾桨距Pedal₁；

确定最大扭矩限制：根据得出的所述尾桨距范围得出标准大气、海平面状态下的不同尾桨距对应的尾桨扭矩Q₀，并确定所述最大扭矩限制Q max；所述最大扭矩限制Q_max包括稳态扭矩限制Q_稳态和瞬态扭矩限制Q_瞬态；

计算给定大气密度下的尾桨扭矩：根据给定大气密度ρ和所述不同尾桨距对应的尾桨扭矩Q₀，计算得出不同尾桨距在给定大气密度下的尾桨扭矩Q；

计算给定大气密度下的最大尾桨距：根据所述稳态扭矩限制Q_稳态和所述给定大气密度下的尾桨扭矩Q，计算给定大气密度ρ条件下的最大尾桨距Pedal₂；

确定实际的最大尾桨距Pedal：确定尾桨失速迎角对应的最大尾桨距为Pedal₃，结构限制的最大尾桨距为Pedal₄，标准大气、海平面状态下的瞬态限制扭矩Q_瞬态对应的最大尾桨距为Pedal₅，以及所述给定大气密度ρ条件下的最大尾桨距Pedal₂，选取Pedal₂、Pedal₃、Pedal₄、Pedal₅中的最小值为实际的最大尾桨距Pedal。

进一步地，计算给定大气密度下的尾桨扭矩时的计算公式为，

Q—给定大气密度状态下的尾桨扭矩，单位是N·m；

Q₀—标准大气、海平面状态下不同尾桨距对应的尾桨扭矩，单位是N·m；

ρ—给定大气密度，kg/m³