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研究生:呂展旻
研究生(外文):Tom
論文名稱:滾翼原型直昇機之設計與製作
論文名稱(外文):Design And Making of Prototype Revolving-Wing Helicopter
指導教授:李興軍李興軍引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:滾翼直昇機
外文關鍵詞:RevolvingHelicopter
相關次數:
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摘 要

現今社會快速的進步,許多都市的擁擠度已趨於飽和狀態,陸上的交通已跟不上社會演進的腳步,一個更便捷的都市交通工具,是人類迫切需要突破的問題。本研究針對未來都市交通機發展,利用空氣動力學原理,設計製作不同於一般垂直起降器的新型滾翼直昇機。首先分析飛行時機翼的攻角變化及升力條件,並針對展翼比及強度要求,設計四組機翼,及特殊滑軌讓機翼在不同角度變化的軌道上運行,利用機翼在軌道上運行時的攻角變化產生升力。本文率先設計製作以滾翼飛行型態,配合特殊的軌道控制攻角的變化,及利用定翼飛行器升力中心的穩定的設計、優良升阻比特性製作出強度高、可靠度高的機翼,並擺脫現今直升機大直徑旋翼的不安全性,以替代都市交通車為目標,設計出不同於一般飛行器大小的尺寸,簡單、安全,且重量輕,利用開創性設計突破現今直升機的種種限制,加強機動性以因應未來都市交通機的發展。比較過滾翼機與現代直昇機的各種條件後,可知滾翼直昇機可能是較適合的都市交通機。本文對於未來都市交通機的前景,奠定了良好的基礎。
Abstract
In regard to the fast city progress & crowdness, a more convenient urban transport vehicle than the usual automobiles are somehow urgently needed. Currently, the helicopter with unsafe large rotating wing can`t answer the problem rightfully. Thus, we tend to design and build a novel prototype of revo- lving-wing helicopter with usual family can size to address the problem . This new-type compact helicopter with specially de- sign rail for attack angle control may give hope for future urban transportation.
目 錄

中 文 摘 要 I
英 文 摘 要 II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖 表 目 錄 VI

Chapter 1. 緒 論
1.1研究動機 1
1.2交通工具發展概述 2
1.3垂直/短場起降飛行器回顧 5

Chapter 2. 飛機之空氣動力學
2.1飛機的作用力來源及分析 15
2 2簡單空氣動力學介紹 17
2.3升力的來源-機翼 18


Chapter 3. 滾翼原型機之設計與製作
3.1原型機之設計概念 27
3.2穩定平衡的設計 28
3.3機翼之選用與製作 30
3.4攻角與軌道 32
3.5動力的分析與計算 34
3.6滾翼原型機之結構諸元 38
3.7實際遙控模擬機之比較分析 39
3.8滾翼原型機設計與製作之討論 41

Chapter 4. 結 論 61

參考文獻 62
附錄:軌道座標表 65





圖 表 目 錄

圗 1.2.1 陸上交通工具進 7
圗 1.2.2 水上交通工具演進 8
圗 1.2.3 熱氣球 9
圗 1.2.4 滑翔機 9
圗 1.2.5 噴射飛機 10
圗 1.2.6 直升機 10
圖1.3.1中國竹蜻蜓 11
圖1.3.2達文西所繪製的升力機草圖 11
圖1.3.3 V/STOL實用機分類圖 12
圖1.3.4 V/STOL實用機分類圖 13
圖1.3.5複雜的襟翼結構 14
圖1.3.6獵犬式戰鬥機 14
圖2.1.1 平飛中的飛機作用力 21
圖2.1.2 上升中的飛機作用力 21
圖2.1.3 飛機作用力示意圖 22
圖2.1.4 形狀阻力 22
圖2.1.5 誘導阻力 23
圖2.1.6 摩擦阻力 23
圖2.2.1(a)非黏性流 (b)黏性流 24
圖2.2.2 層流與紊流 24
圖2.3.1 翼型各部名稱 25
圖2.3.2 流線流經翼表面 25
圖2.3.3 翼型種類 26
圖3.1.1 A Type Vertical Axis Propeller Assembly 44
圖3.1.2 正攻角 44
圖3.1.3 零攻角與負攻角 45
圖3.2.1 中立的設計 45
圖3.2.2 不穩定的設計 46
圖3.2.3 穩定的設計 46
圖3.2.4 降低飛機重心設計 47
圖3.2.5 上反角機翼設計 47
圖3.3.1 翼表面流體狀況 48
圖3.3.2 翼表面壓力差 48
圖3.4.1 (a)低攻角(b)高攻角(失速) 49
圖3.4.2 連桿圗(ㄧ) 49
圖3.4.3 連桿圗(二) 50
圖3.4.4 軌道軌跡 50
圖3.5.1 升力與阻力 51
圖3.5.2 對稱翼(NACA 0012)升力係數與攻角關係 51
圖3.5.3 阻力係數與攻角關係圖 52
圖3.5.4 滑軌軌跡圖 52
圖3.5.5 原型機重量 53
圖3.5.6 迴轉半徑與軌道 53
圖3.6.1 滾翼原型機 54
圖3.6.2 對稱翼型與穩定的設計點 54
圖3.6.3 軸承與軌道之搭配 55
圖3.6.4 中心軸盤與聯軸器 55
圖3.6.5 高輸出功率馬達電控器 56
圖3.6.6 驅動馬達 56
圖3.6.7 凸圓接頭尺寸圖 57
圖3.6.8 四方塊接頭尺寸圖 57
圖3.6.9 中心轉軸尺寸圖 58
圖3.6.10 長支架桿尺寸圖 59
圖3.7.1 雷虎ME-109模擬遙控飛機 60
參考文獻

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