[发明专利]米字型反扭矩舵结构布局方法

摘要

本发明属于飞行器结构设计领域，具体涉及一种反扭矩舵的结构布局方法。本发明提供了一种反扭矩舵的布局方法，可应用于小型函道式无人机；它基于一种米字型反扭矩舵，其特征是：通过确定反扭矩舵的翼型、至少所需要的反扭矩舵片数n、分析确定反扭矩舵排布方式、确定反扭矩舵与桨盘的间距、确定反扭矩舵的安装方式的步骤，设计出反扭矩舵；经理论和实验论证，利用该方法可以较方便的设计出结构合理并满足实际应用的反扭矩舵。

主权项

一种米字型反扭矩舵结构布局方法，其特征是，它包括以下步骤：第一步，选取反扭矩舵的翼型，从而得到单片反扭矩舵的扭矩τ；第二步，通过测量得到发动机扭矩Q，由公式nmin·τ＝Q    1.1得到达到克服反扭矩效果至少所需要的反扭矩舵片数nmin，如果nmin为小数则取整，并且当nmin为奇数时，令其加1，变为偶数；从nmin开始在[nmin,12]的范围内取遍所有的偶数，如果nmin小于或等于4，则在[4,12]的范围内取遍所有的偶数，作为下一步进行仿真时所用的反扭矩舵片数n；第三步，分析确定反扭矩舵排布方式，获得不同舵片之间夹角β；（1）建立反扭矩舵三维结构模型，利用第二步中获得的各个n的数值，得到每个n值对应的舵片之间夹角β，针对每种排布方式进行舵片整体气动特性仿真；（2）根据仿真结果，测试每种排布方式下的气流扰动、舵片上下表面静压分布、舵片升力系数，综合气流扰动、舵片上下表面静压分布、舵片升力系数带来的影响，由此近一步缩小反扭矩舵片数n的取值范围；在（2）确定反扭矩舵片数n的取值范围的情况下，由360°除以该范围内的最小值，确定β；第四步，确定反扭矩舵与桨盘的间距反转舵位于桨盘正下方的涵道内且距离桨盘较近，首先，将反扭矩舵片1/4弦长位置到桨盘的距离用z表示，c为涵道的长度，h为桨盘到涵道入口的距离，利用CFD仿真方法初步分析反扭矩舵距螺旋桨桨盘不同距离z的气动特性，根据仿真过程获知z值越大，滑流速度越大即涵道升力越大，但同时反扭矩舵工作效率降低；设计时兼顾反扭矩舵工作效率和涵道升力，在反扭矩舵扭矩达到要求的前提下，在结构允许的范围内令反扭矩舵尽量远离螺旋桨桨盘；第五步，米字型反扭矩舵的结构布局综合上述第一步至第三步，在涵道360°圆周内，以无人机机身中轴为圆心，每隔β设置一片反扭矩舵，反转舵到涵道入口的位置关系由第四步确定，从而确定米字型反扭矩舵的结构布局。