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旋翼桨叶

先锋精神,开拓创新发展

大速度、大载重、低噪音是未来直升机发展的方向

旋翼设计在直升机更新换代过程中是极为重要的一环。面对未来直升机大速度、大载重、低噪音的设计要求,以往一些经典的旋翼气动外形逐渐力不从心。

目前,世界上较为先进的直升机均采用了新颖的旋翼桨叶气动外形设计,有效提高了旋翼气动性能和直升机飞行性能。联合飞机以行业先锋精神,开拓创新发展,以国家军用标准为研制要求,组建了参与研制国家重点型号的航空集团体制内大批专家为主体的旋翼系统研发团队,结合国内外旋翼设计理念和团队的高性能旋翼设计经验积累,经过研制280公斤级、350公斤级、500公斤级、3吨级无人机项目,研发出一整套面向多谱系直升机的高可靠旋翼系统解决方案,成为国内首家达到适航标准认证能力的旋翼设备研制单位。

部件产品

无轴承旋翼桨叶

操纵功效大,结构简单,桨毂阻力小、维护性好

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无铰式旋翼桨叶

轻量化设计、结构紧凑、整体尺寸小、维护方便

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系统研制能力

联合飞机已建立了一套以悬停效率及前飞升阻比为优化目标的旋翼气动外形优化设计流程。在翼型选择方面,联合飞机在已有公开翼型库的基础上优化出了包含7%~12%厚度的ZA系列翼型,并以此为基础对翼型分布展开优化。联合飞机还建立了一套桨尖形状优化流程,能够有效地改进旋翼气动特性,降低气动噪声。 目前,综合不同平台的起飞重量、海拔高度和飞行速度要求,联合飞机已经完成TD220和T333平台的旋翼气动设计,以及试飞验证。

依据行业规范、标准及相关技术指标要求,联合飞机开展桨毂和操纵设计选材、结构参数确认、构型选择、强度、刚度及疲劳强度计算、零组件设计、运动仿真、干涉检查、六性设计等工作。结合自研桨叶,形成了安全可靠、操纵便捷、性能优越的无人直升机旋翼系统。目前集团可以开展半铰接式、无轴承式、无铰式和万向铰式等类型桨毂及配套操纵研发。

为更好进行旋翼动力学设计,联合飞机开发了剖面特性参数化计算工具批量分析桨叶剖面结构特性。采用旋翼动力学综合分析软件,建立和求解旋翼动力学模型。编写旋翼优化框架软件,优化桨叶参数,合理配置旋翼动力学频率以及提高桨叶寿命。 使得复合材料桨叶的使用寿命可达6000小时以上,大大提高旋翼系统的安全性能,降低桨叶全寿命的使用成本。目前,联合飞机已成功设计制造直径4.6米的半铰式旋翼桨叶、直径6.4米的无铰旋翼桨叶、直径6米和10.2米的无轴承旋翼桨叶。

桨叶制造采用闭合模具热压固化成型工艺,保证桨叶外形能够严格贴合模腔型面,使桨叶扭转角、翼型剖面精度和表面粗糙度等关键外形参数精准满足设计要求。联合飞机成熟掌握复合材料桨叶制造、平衡及检验技术,包括桨叶成型模具制造、桨叶内部泡沫芯加工、短切纤维预制件成型、大梁带缠绕及维形、桨叶的铺层、装配及共固化成型工艺、镗孔工艺、静平衡技术、三坐标检测。 联合飞机已完成旋翼直径为4.6米、6米常规桨叶和旋翼直径为4.6米、6米、10.2米的无轴承旋翼桨叶的制造及验证。

目前,联合飞机已经具备卓越的桨叶性能分析及故障分析评估能力,主要包括静态动特性测试能力、桨叶静强度和疲劳强度试验能力、桨叶飞行载荷测试能力以及旋翼锥体和动平衡测试能力等。

领先技术能力

联合飞机旋翼驱动系统、旋翼驱动方法及装置专利技术在中国、俄罗斯、日本、欧盟、巴西等国家获得发明专利授权。电控分控式共轴旋翼操纵系统是新一代共轴旋翼电传操纵系统技术,属国际首创,使我国共轴无人直升机操控技术水平向前跨越了一大步,技术水平达到国际领先水平。

联合飞机目前完成了柔性梁剖面结构、桨叶铺层结构、结构选材和成型工艺优化,突破了复合材料一体化柔性梁设计及制造等一系列关键技术,形成了一套完整的无轴承旋翼设计方法,研发了4.6米、6米、10.2米的无轴承旋翼,成功跻身国内无轴承旋翼研发的第一梯队。

集团设计团队通过旋翼动力学设计,调节旋翼旋转动特性,增加有益耦合以减小振动载荷;适当提高一阶挥舞以提高操纵功效;进行桨叶强度评估与飞行载荷测试保证桨叶强度和寿命,最后成功研制出一款直径6.4米的无铰式旋翼系统,应用于550公斤级共轴直升机,已进行多次0至50米/秒的试飞测试和验证。

系统解决方案及案例

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TD220旋翼系统

TD220无人直升机是一款350公斤级别的通用小型共轴无人直升机平台。该平台旋翼采用半铰接式桨毂构型,配备单销桨叶,依靠桨叶根部弹性阻尼器实现摆振运动,依靠桨毂内部金属轴承实现桨毂变距运动;操纵部分采用家族化电控共轴旋翼技术。

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T333旋翼系统

T333无人直升机旋翼桨毂采用无轴承式桨毂构型,旋翼直径10.2米,采用复合材料柔性梁一体化设计。操纵部分采用家族化电控共轴旋翼技术。

未来产品

焕然一新,定义新一代无人机

近年,以V22和V280作为下一代高速运输直升机的代表作,受到极大关注。

一种旋翼同时具备直升机旋翼和螺旋桨的功能,可以使其实现直升机的悬停、前飞、侧飞等典型飞行模式,也可以在旋翼倾转为水平拉进状态后实现螺旋桨飞机的水平飞行,可以使其飞的更高、更快、更远。