无人直升机在长时间的飞行过程中,主减速器的齿轮、轴承等摩擦副将产生大量摩擦热。充分的滑油润滑与合理的散热结构能够有效降低主减速器的运转温度,提高无人直升机的工作性能。同时,无人直升机没有驾驶舱限制,其气动布局和结构设计更为自由,可以通过改善主减速器周围的气流组织进一步降低主减的工作温度。为了充分降低无人直升机主减速器的工作温度,本文基于热网络法和Fluent仿真平台,围绕无人直升机的主减速器展开了一系列研究,主要完成以下几个方面的内容:(1)详细阐述了齿轮、轴承等发热零部件的发热量计算方法及齿轮、轴承、轴和主减速器机匣的对流换热系数的计算方法,并设计了齿轮功率损失和对流换热系数的计算软件。通过算例分析,研究了齿轮转速、润滑油粘度以及浸油深度等因素对啮合功率损失及齿轮对流换热系数的影响。(2)在给定工况下,算出热源的发热量、各零部件的导热热阻和对流换热热阻,根据热网络图列出稳态热平衡方程组,并求解方程组得到主减速器的稳态温度分布。在理论研究基础上,基于模块化开发主减速器的热分析软件,软件的界面支持可视化参数输入和结果的图形化、文本化显示。通过与国内外有关文献中关于齿轮和轴承温度的结果对比分析,证明了本文研究的计算结果可靠。(3)建立主减舱内流体模型,用ICEM软件进行网格划分,把网格导入Fluent软件中。采用Fluent自带的风扇模型和散热器模型,对无人直升机主减速器的外流场和温度场进行了仿真,分析了前进气口气流速度对经过风扇的气流的方向和主减速器的温度影响。通过调整导风罩形状、风扇与主减距离、散热器与风扇距离,对主减速器的散热系统进行仿真分析,获得了不同方案下的散热器温度分布,为改善主减速器散热系统的散热性能提供了参考。