第 4第 3期 3卷21 0 1年 6月

南京航空

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V 01 3 N o.3 .4

J u n l f n ig Unv r iyo r n u is& Asr n u is o r a o Na j ie st fAe o a tc n to a tc

J n 2 1 u . 01

微型旋翼悬停状态气动性能分析方法唐正飞王畅高卓飞(京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室，京， 1 0 6南南 2 0 1)

摘要：了了解微型直升机工作时相关的气动知识，立了一套微型旋翼悬停状态气动性能分析方法。方法包为建该 含了低雷诺数下微型旋翼桨叶翼型的二维气动特性分析的 C D技术和旋翼气动特性分析的动量/素理论。 F叶对影响微型旋翼悬停性能的因素做了初步分析，适的翼型弯曲、叶尖削等，助于提高微型旋翼的最大悬停效合桨有率。文中还对分析的部分结果进行了试验验证。 关键词：型旋翼；雷诺数；停性能；量一微低悬动叶素理论； F方法 C D

中图分类号： 1. 2 2 1 5

文献标识码： A

文章编号：0 52 1 (0 1 0— 3 70 1 0— 6 52 l )30 5—6

An l s s M e h d f r Pr di to f M i r - t r a y i t o o e c i n o c o Ro oPe f r a e i r o m nc n Ho e v rTa g Z e g e, a g C a g, a h oe n h n f i W n h n G oZ uf i( . ce c n c n l g n Ro o e a tAe o c a is La o a o y, 1 S in e a d Te h o o y o t r r f r me h n c b r t r

Na j g Unv r i fAeo a t s& Asr n u is ni ie st o r n u i n y c to a t,Na j g,2 0 1,Chn ) c ni n 10 6 ia

Abs r c:n or e o be t run r t n n he r l v tmir lc pt r a r dy a is,a m e ho or t t a t I d r t te de s a di g t e e an c o he io e e o n m c t d f hep e i ton o ir— ot v r p r o

m a e i e e t d. The m e h o b n s t o p a i na l i r d c i fm c o r orho e e f r nc s pr s n e t od c m i e hec m ut to lfu d

d n mis ( D)t c n q e f rt— i n i n l a a e rc a r d n mi t d far o l t o Re n l s y a c CF e h i u o wo d me so a r m t i e o y a cs u y o if i a w y o d p s l n mb r t h l d l me t mo e t m h o y ( u e s wi t e b a e ee n m n u t e r BEM T ) f r t e p e it n o o o o e e f r h o h r dc i fr tr h v rp ro— oma c .The pr dit d t u t a d p ne e c e hr s n owe c o— o o r i oo r e n t xp rme a me— r of mir r t r a e n g d ag e me t wih e e i nt 1 a s r me s The i e tg ton e pl r s t e i l n e e is o r m e e s s c s a r o ls pe a d u e nt . nv s i a i x o e h nfue c s ofa s re fpa a t r u h a if i ha n b a e pl n f r o he m ir— o or pe f r n e Th o e ia a e l d a o m n t c o r t r o ma c . e r te 1 nd xpe i e a t i s s ow h t t i rm nt l s ud e h t a hn cr ul r a ca r o ls a e,tp t p r d g o t is a d bl d l n f m t wi tdit i uto l i r v ic a r if i h p i a e e e me re n a e p a or wih t s s rb i n wil mp o e t xi he ma mum c o— o o v re fce c Ofmir r t r ho e fi in y.Ke r y wo ds: m ir— o o c o r t r; l w e o ds o r yn l nu b r h e r o m a c b a - l m e t o e u he y; m e; ov r pe f r

n e; l de e e n m m nt m t or

c m pu a i a l d dy mis m e h d o t ton 1fui na c t o

微型旋翼飞行器因具有独特的垂直起降、中空悬停和低速飞行能力，特别适合空间狭小等特殊环

象，严重影响了微型旋翼的性能，规的旋翼气动常性能分析方法已经不能准确预测微型旋翼的气动特性。因此，需要改进或建立一套新方法，以适应微

境下完成任务，年来受到各国研究机构的重视。近但因微型旋翼尺寸小、度低，得微型旋翼工作速使

型旋翼的气动特性分析。型旋翼气动性能分析的微关键是低雷诺数的问题，而低雷诺数主要影响的是

在低雷诺数的气动环境下，气的粘性所产生的影空响相对较大，易发生翼型层流分离及翼尖涡等现更

翼型的气动特性，因此，型旋翼气动特性计算可微

基金项目：空科学创新基金 ( O7 2 O )助项目；升机旋翼动力学重点实验室基金 ( 1 6 O OO Z 5O )助航 2 O A5 O 5资直 54 3 l 3 4 S 2 1资项目。

收稿日期： 0 0 1 - 6修订日期：0 I0— 5 2 1— 11; 2 1 - 3 2

通讯作者：正飞，,教授，9 7生，— i tn@n a.d .n唐男副 15年 E ma:a g u ae u e。 l

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第4 3卷

分为两部分： 1低雷诺数下微型旋翼桨叶翼型的 ()气动特性计算；2微型旋翼气动性能的计算。 ()为能快速精确估算微型旋翼的悬停性能，本文低雷诺数下微型旋翼翼型气动特性的计算采用 C D方法， F

低迎角下与实验结果吻合较好。

二：:

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而微型旋翼气动特性的计算则采用传统的动量/叶素理论，本方法的优点是：算方法成熟，度高，计精 计算量小，免了旋翼全流场N—避 s方程数值求解的湍流模型选取难、数值计算稳定性差，及嵌套网格挖洞插值计算工作量巨大等不利因素，到许多研得究人员的采用[] i。 - 6图 2 C ayY翼型上表面速度矢量 lr—

1微型旋翼翼型的低雷诺数气动特

性计算分析1 1计算分析方法 .低雷诺数下翼型

气动特性的 C D计算控制方 F程为一般曲面坐标系下的二维定常不可压雷诺平R

均N— S方程。流模型采用S aatAl rs型，湍 p lr— l a模 ma 压力一度耦合采用 S MP E算法 L] p lr—速 I L 1。S aat Al r s型是一种低雷诺数模型，门用于求 l a模 ma专解航空领域的壁面限制流动，于受逆压梯度作用对的边界层流动有很好的模拟效果，并能求解一定的迎角/。 () ()升力系数随迎角的变化 a

分离流动。动量方程、能量方程、湍流粘度均采用二阶迎风格式耗散。1

计算采用双曲线方程生 …… 此处隐藏：8042字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……