設(shè)計來源
該項目由于控制律設(shè)計,傾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計難度高,且實用性強,可作為國內(nèi)測繪無人機起降替代性解決方案使用,獲得了全校評委老師的一致認可,以機械類總分第一的成績獲得26屆馮如杯一等獎。
在該項目的基礎(chǔ)上,我們根據(jù)在飛機總體設(shè)計課上所學(xué)內(nèi)容,對整機性能像載人量級升級。盡管傾轉(zhuǎn)旋翼機作為中國目前還不能進行完整可靠設(shè)計的飛機項目可供查閱的資料較少,也導(dǎo)致我們在設(shè)計過程中出現(xiàn)過諸如翼型厚度過薄,飛機重心前后限設(shè)計考慮不充分的問題,但我們?nèi)M同學(xué)根據(jù)老師,同學(xué)的建議在課程過程中不斷對本組設(shè)計進行修改完善,克服了設(shè)計中出現(xiàn)的困難。
設(shè)計要求
首先我們仔細閱讀了題目的文字敘述,考慮到目前城市飛行器以直升機為主,我們?nèi)绻胩岢鲆环N性能能夠超過現(xiàn)有直升機以及常規(guī)通航飛機的設(shè)計,就必須在動力形式上,結(jié)構(gòu)布局上有所創(chuàng)新。通過查閱世界目前在研發(fā)的一些城市飛行器我們獲得了啟發(fā),提出了一種共軸傾轉(zhuǎn)旋翼機的設(shè)計。目標是達到城市間飛行的性能要求,并在此基礎(chǔ)之上追求性能與需求、成本等因素的權(quán)衡。此外,設(shè)計還需要運載能力,包括載重量、航程、起降性能;雖然在SRR階段中的討論大多是在定性的層面,但這些方向?qū)竺娴墓ぷ饔兄匾挠绊憽?br />
接著是方案對比工作。通過網(wǎng)上查閱的資料,搜集了眾多的城市飛行器設(shè)計方案、數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)資料,對其進行分析和整理,形成階段性的文字材料。最終,與題目要求結(jié)合,我們選擇塞斯納172R與常規(guī)民用直升機為主要競爭方案,接著通過從網(wǎng)上收集相關(guān)資料,整理戰(zhàn)略運輸機新技術(shù)方面的相關(guān)材料,并將其融入到設(shè)計報告之中。
對比機型塞斯納172R:
乘員:1 人
載客量:3 人
長度:8.28
翼展:11.0 m
高度:2.72m
翼面積:16.2m²
空重:736 kg
最大起飛重量:1,113 kg
最后是方案設(shè)計工作。結(jié)合馮如杯的小型驗證機積累的經(jīng)驗,我們最終確定了飛翼布局與共軸傾轉(zhuǎn)旋翼相結(jié)合的形式。在起飛階段,三個動力軸上的六個螺旋槳耦合工作,轉(zhuǎn)換進入平飛模式時,雙前發(fā)逐漸傾轉(zhuǎn),尾部動力逐步停止工作。在平飛過程中,尾電機停止轉(zhuǎn)動。平飛向降落轉(zhuǎn)換過程,雙前發(fā)逐漸向垂直方向傾轉(zhuǎn),尾部電機恢復(fù)轉(zhuǎn)動,完成垂降。
我們提出了以下設(shè)計要求:
類型:小型私人飛機
面向人群:未來城市高端消費人群
使用范圍:城市間飛行
駕駛:1人
載客量:2人
巡航高度:3000m
活動半徑:1000km
最大速度:400km/h
巡航速度:300km/h