XXX”共轴双旋翼飞行器升力/功率计算报告一、报告目的讨论在“XXX”定总重为50kg/60kg时，需用功率计算方法以及功率与旋翼直径的关系计算方法给定参考参数：起飞重量50kg/60kg，旋翼转速3000RPM,参考总距8.5deg本机型实现悬停高度6m，因此不考虑大气密度变化，不考虑发动机的高度特性对于共轴双旋翼，由于上下旋翼的相互干扰，悬停时，相同发扭矩（功耗）下旋翼的升力大约是上旋翼的 86%计算需用功率时，考虑到双旋翼功率影响，总功率P=2xP上＜1.219参考公式如下（参考《直升机气动力手册（上卷）》P14）：K g i pC =-丄一且 f =-P （—加 R 2（QR ）2T f F 2 0 pF0Cy73CT-c k kT0m -—c k CKx 4 p 0 x 7m - J v CKi 0 10 TKbm - m + m + mK Kx Ki KbN - f m 且 f -丄 x1 p （厶兀 R2（QR）3xu sj N K N 75 2 0 pNxuxu Sj其中，K为垂直吹风增重系数，范围在1.02〜1.05之间; 丄一 PP为标准大气密度，一是0P0所在海拔出相对大气密度，近似为1； Cy7为升力系数，-为桨叶实度，kTo为拉力修正系数，范围0.95〜0.98, k为叶端损失系数；V为诱导速度；m、m、m 分别为型阻功 10 Kx Ki Kb率、诱阻功率和临街马赫功率(近似为0)； k 为型阻修正系数，取1.0〜1.1； J 为诱导功 p 0 0率修正系数，取值1.05〜1.10；:为功率损失系数，常用0.8左右。
三、具体内容本章主要讨论，不同直径下，产生相同升力(即总重一定时)的需用功率 悬停时，升力抵消总重，给出不同直径下，上下旋翼需用功率的曲线具体总重分配G j=Gx(1/1.86), G 卞Gx(0.86/1.86)图3.1总重50kg，上旋翼直径-需用功率曲线龍邕頁左口 nY5图 3.2 总重 50kg ，下旋翼直径-需用功率曲线图 3.3 总重 60kg ，上旋翼直径-需用功率曲线丄 「亠 了.0£.4.2LQ 8.6D7^ 7^B.庄6.6.5.5. 弓-丰樹存旺'■龊11.1 1.2 1.34o.g图 3.4 总重 60kg ，下旋翼直径-需用功率曲线此外，计算中还额外发现，随着总重的增加，极值点是向着直径增大方向移动的 初步结论：如图3.1、3.2所示，在总重50kg时，上旋翼在直径1.2m处所需功率最小，而下旋翼则 是在1.13m左右所需功率最小并且，假如总重增加，如图3.1、3.2、3.3以及3.4所示，最 小需用功率的极值点是后移的因此，旋翼直径应选在1.13到1.2m之间；考虑到总重变大，则旋翼直径相对增大，假 如总重减小，则需相对减小直径四、结论本文用理论的方法计算了不同旋翼直径下的功率特性。
虽然无法确切地获取功率的值 但可以得到以下两个结论：（1） 在一定总重下，旋翼直径在一定范围内是可以保证需用功率最小对于50kg的飞 行器，这个最有范围是1.13m到1.2m之间，并且范围随总重增减而前后移动2） 增加总重肯定会导致需用功率增加以总重50kg为例，下面给出理论计算的一些数据结果：表 4.1 计算数据损失系数\直径D=1mD=1.2mD=1.3mD=1.4mZ=0.84 时 P /kw10.5410.0110.3811.13Z=0.8 时 P /kw11.0610.5010.9011.69表中，g为共轴双旋翼功率损失系数。