| 摘要: | 國人對於直昇機的重要性已經漸漸有深切 的體認,就交通運輸等各方面,直昇機的確有其 優越的一面,而國內的直昇機工業也正值起飛 之際.就直昇機的研發及設計而言,首重其旋翼 葉片的設計,由於葉片提供了整架直昇機作各 種動作時所需的升力及推力,因此葉片設計的 好壞與否直接影響到升力的大小.本研究即應 用最佳化判定法以空氣動力學的觀點對直昇機 的旋翼葉片作最佳的設計,此法利用了庫恩塔 克的最佳化必要條件以期能成功地設計出葉片 的弦長分布值而能達到整片葉片的最佳升力值 .此外,對於兩種截然不同的飛行狀態:滯空和前 飛將會在此研究中討論,我們希望此程式能在不同的約束限制下同時考慮多種飛行狀態,以 獲得最佳的設計.因為弦長是計算升力或推力 的主要因素,所以弦長將是主要的設計參數.一 旦我們求得最佳的設計參數,則最佳的外形設 計也就得到了.最佳化判定法需要目標函數和 約束限制對設計參數的導數,這些反應的靈敏 度計算也會在此研究中分析.最佳化演算法的 收歛條件除了用來決定何時終止程式的疊代過 程,同時兼具製造的公差和最佳化的判定.有鑑 於以往葉片的設計甚少考慮尾流振動的影響, 因此本研究的方法則結合了旋翼的空氣動力( 升力)及尾流動力耦合系統並將葉片外形對升 力的影響回饋到非穩態空氣動力系統而求得更精確的葉片外形.此一整合後的閉迴路系統相 信能提出更精確的葉片設計值供工業界參考. 此外,對學術界而言也提供了一套整合尾流動 力學、空氣動力學及葉片最佳化設計的方法, 相信對於國內日後這方面的整合研究有拋磚引 玉的貢獻. |
