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沙盲环境直升机桨叶磨损分析方法 被引量:1
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作者 谭剑锋 闫羽泽 +2 位作者 张卫国 刘亚奎 邵天双 《航空学报》 北大核心 2025年第9期280-293,共14页
直升机沙盲现象不仅威胁飞行安全,而且会引发桨叶磨损,降低旋翼性能。为此,基于黏性涡粒子法和离散单元法的直升机沙盲分析模型计算沙云时变形态,耦合沙粒-桨叶冲击模型与桨叶磨损模型,考虑旋翼桨叶高速冲击磨损特性,建立沙盲环境直升... 直升机沙盲现象不仅威胁飞行安全,而且会引发桨叶磨损,降低旋翼性能。为此,基于黏性涡粒子法和离散单元法的直升机沙盲分析模型计算沙云时变形态,耦合沙粒-桨叶冲击模型与桨叶磨损模型,考虑旋翼桨叶高速冲击磨损特性,建立沙盲环境直升机桨叶磨损分析方法。通过与镍合金、SS304不锈钢、双向碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)、玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)、聚氨酯(PU)、Ti-6Al-4V钛合金的靶板磨损试验对比,验证了分析方法的准确性。随后研究EH-60L直升机前飞沙盲环境的桨叶磨损特性,并分析飞行速度对桨叶磨损的影响特性。直升机沙盲环境下,桨叶与沙云碰撞程度、桨叶磨损、旋翼磨损区域均随时间延长而显著增加,同时,受桨叶进入沙云时间更长、沙粒冲击速度更大、冲击角度更大的影响,桨尖磨损远高于桨叶内侧。此外,桨尖磨损和旋翼磨损区域随飞行速度增加而先增大后减小。 展开更多
关键词 桨叶磨损 直升机沙盲 磨损模型 离散单元法 碰撞模型
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智能扭转旋翼研究进展
2
作者 韩东 张宇杭 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期52-66,I0001,共16页
智能扭转旋翼通过智能材料或结构驱动桨叶主动扭转,动态优化桨叶展向与周向扭转分布,成为提升直升机旋翼综合性能的重要技术途径。本文系统综述了智能扭转旋翼的技术发展历程及研究进展,重点分析了其在气动性能提升、振动抑制与噪声控... 智能扭转旋翼通过智能材料或结构驱动桨叶主动扭转,动态优化桨叶展向与周向扭转分布,成为提升直升机旋翼综合性能的重要技术途径。本文系统综述了智能扭转旋翼的技术发展历程及研究进展,重点分析了其在气动性能提升、振动抑制与噪声控制中的潜在价值。相较于间接驱动方式,通过压电复合材料直接驱动实现桨叶整体扭转结构紧凑、可靠性高。理论和试验研究表明,主动扭转技术可通过优化桨叶气动载荷分布有效提升旋翼效率,并通过高阶谐波控制策略显著降低桨毂振动载荷及桨涡干扰噪声。当前技术瓶颈集中于高效智能材料研发、多物理场耦合建模及多目标优化设计,未来需突破工程化应用中的可靠性、环境适应性及智能控制等难题,并拓展其在新型旋翼飞行器中的跨域应用。该技术为直升机旋翼设计从被动适应向主动调控的范式转变提供了理论支撑,具有重要的工程应用前景。 展开更多
关键词 旋翼 桨叶 智能扭转 研究进展
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倾转四旋翼无人机巡航状态下旋翼气动干扰分析
3
作者 杨永刚 邱明智 《中国民航大学学报》 2025年第3期81-85,96,共6页
为探究某型倾转四旋翼无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)高速巡航过程中的气动变化规律,本文针对所建立的倾转四旋翼无人机模型采用多重参考系(MRF,multiple reference frame)数值模拟方法开展分析。通过改变机翼翼型相对厚度、旋翼... 为探究某型倾转四旋翼无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)高速巡航过程中的气动变化规律,本文针对所建立的倾转四旋翼无人机模型采用多重参考系(MRF,multiple reference frame)数值模拟方法开展分析。通过改变机翼翼型相对厚度、旋翼总距和前飞速度等参数对无人机模型进行全机干扰模拟,并针对旋翼等部件的气动变化特性进行分析。研究结果表明,在巡航过程中增加机翼翼型相对厚度会使后旋翼拉力系数降低,当机翼翼型相对厚度增加6%时,拉力系数下降17.09%。同时,在前进气流和前旋翼滑流的叠加影响下,前旋翼滑流会对后旋翼气动性能造成一定程度的影响,并随着前飞速度增加,前旋翼滑流所产生的影响呈先增强后减弱的趋势。 展开更多
关键词 倾转四旋翼机 无人机气动干扰 滑流 螺旋桨效率
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直升机旋翼动态失速研究新进展 被引量:1
4
作者 井思梦 招启军 +2 位作者 杨柳青 高远 赵国庆 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期205-225,共21页
半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数... 半个多世纪以来,旋翼动态失速始终是直升机空气动力学领域的研究热点与难点。通过持续深入的探索,研究人员在旋翼动态失速的测量与预测、流动机理认知、流动控制以及快速建模等方面取得了重大进展。本文首先介绍了动态失速试验测量与数值分析技术的发展情况,总结了当前技术水平,并剖析了这两类技术未来的发展方向。接着,从旋翼翼型、有限翼展机翼和旋翼等多个层面,系统梳理了动态失速机理的研究进展,对现有研究进行总结与分析,指出了当前研究存在的不足与难点。然后,阐述了旋翼动态失速流动控制方法的研究现状,对比了主动与被动流动控制各自的优缺点及发展潜力。最后,介绍了旋翼动态失速半经验模型的发展,特别指出近年来迅猛发展的人工智能技术,为半经验模型降低对试验数据的依赖、提升预测精度与效率带来了新契机。模态分解、数据驱动与机器学习等先进分析技术,为直升机旋翼动态失速研究注入了新活力,推动了相关研究的发展。可以预见,人工智能技术将在未来旋翼动态失速研究中发挥重要作用。 展开更多
关键词 动态失速 翼型 有限翼展机翼 旋翼 流动控制 半经验模型 人工智能
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复合式高速直升机非定常旋翼空气动力学建模
5
作者 尹欣繁 安宏雷 +3 位作者 章贵川 彭先敏 王亮权 聂博文 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期21-26,共6页
针对复合式高速直升机复杂的非线性空气动力学特性,采用矢量法推导叶素相对气流速度,基于叶素理论建立了一个可用于分析的复合式高速直升机非定常旋翼空气动力学模型。基于建立的非定常旋翼空气动力学数学模型进行了数值计算并与风洞试... 针对复合式高速直升机复杂的非线性空气动力学特性,采用矢量法推导叶素相对气流速度,基于叶素理论建立了一个可用于分析的复合式高速直升机非定常旋翼空气动力学模型。基于建立的非定常旋翼空气动力学数学模型进行了数值计算并与风洞试验结果进行了对比。结果表明,非定常旋翼空气动力学模型的数值计算结果与风洞试验结果吻合较好,具有较高的置信度和可靠性,能够用于该构型复合式高速直升机气动机理和飞行力学特性分析,以及指导飞行控制律的设计与验证。 展开更多
关键词 复合式高速直升机 旋翼空气动力学 叶素理论 矢量法 风洞试验
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旋翼翼型非定常来流动态失速力矩及阻尼特性研究
6
作者 高远 赵国庆 +2 位作者 井思梦 招启军 陆凡 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期275-284,共10页
动态失速现象严重制约了直升机的飞行性能,文中为揭示非定常来流状态下气动力矩及阻尼特性变化的机理,采用有限体积方法、运动嵌套网格技术、Roe⁃MUSCL格式和S⁃A湍流模型构建旋翼翼型非定常流场数值模拟方法。在此基础上,对SC1095翼型... 动态失速现象严重制约了直升机的飞行性能,文中为揭示非定常来流状态下气动力矩及阻尼特性变化的机理,采用有限体积方法、运动嵌套网格技术、Roe⁃MUSCL格式和S⁃A湍流模型构建旋翼翼型非定常流场数值模拟方法。在此基础上,对SC1095翼型及其变形翼型在定常/非定常来流⁃变迎角状态下的非定常气动特性进行数值模拟。对比分析计算结果发现:动态失速涡(Dynamic stall vortex,DSV)的形成与对流是造成力矩失速的主要原因;后缘涡(Trailing edge vortex,TEV)导致DSV从翼型表面抬起是引起低头力矩系数峰值的主要因素;在本文的研究范围内,定常来流状态下翼型失速方式为前缘失速,非定常来流状态下受气动外形影响翼型失速方式存在前缘失速和后缘失速,其DSV的对流速度及强度显著小于定常来流状态,而各自来流状态下不同外形翼型DSV的对流速度差异较小。在定常、非定常来流状态下,翼型弯度、厚度和前缘半径的变化会引起力矩发散相位角、负阻尼相位角范围、低头力矩系数峰值及其相位角有规律地增大或减小。在不同来流状态下,翼型弯度、厚度和前缘半径的变化对DSV形成及其演化过程的影响规律不同。 展开更多
关键词 旋翼翼型 非定常来流 动态失速 俯仰力矩 气动阻尼
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加/减速状态下倾转旋翼飞行器动态过渡走廊
7
作者 王梓旭 李攀 +2 位作者 沈俊彪 朱振华 陈仁良 《航空学报》 北大核心 2025年第11期359-378,共20页
电动垂直起降飞行器(eVTOL)的发展与低空经济的联系日益紧密,倾转旋翼构型愈发受到行业青睐。准确界定过渡走廊是确保此类构型飞行器安全过渡飞行的关键。传统过渡走廊通过求解不同旋翼倾转角下可稳态平飞的速度区间(静态过渡走廊)来确... 电动垂直起降飞行器(eVTOL)的发展与低空经济的联系日益紧密,倾转旋翼构型愈发受到行业青睐。准确界定过渡走廊是确保此类构型飞行器安全过渡飞行的关键。传统过渡走廊通过求解不同旋翼倾转角下可稳态平飞的速度区间(静态过渡走廊)来确定,然而该方法难以反映飞行器在直升机与飞机模式之间构型与速度同步变化的动态过程,从而隐含安全风险。为此,基于倾转双旋翼机的非线性飞行动力学模型,制定了过渡走廊低速段和高速段的边界条件,系统分析了不同加速度和爬升/下降速度对动态过渡走廊的影响,并与静态过渡走廊进行了对比。结果表明,随着加速度增加,不同旋翼倾转角对应的最大飞行速度呈现线性下降,而最小飞行速度的减小幅度则随旋翼倾转角度减小而减缓。在加速斜爬升的特定飞行状态下,动态过渡走廊面积相较静态过渡走廊减少约52%。不同过渡路径的飞行仿真结果进一步表明,仅依赖静态过渡走廊设计路径可能带来飞行安全隐患,如功率超限和机翼失速等。基于此,提出将动态与静态过渡走廊的重叠区域作为路径设计的安全边界,以提高过渡飞行的安全性。 展开更多
关键词 倾转旋翼飞行器 过渡走廊 加速度 过渡飞行安全 飞行仿真
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直升机复杂外形桨叶的模块化多体建模方法
8
作者 王传达 李飞 +3 位作者 章子健 周云 周文 彭海军 《力学学报》 北大核心 2025年第5期1202-1215,共14页
为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决... 为改善直升机的飞行性能、降低振动与噪声,各类复杂外形的桨叶不断涌现,这种多样性设计对桨叶的统一化建模技术提出了新的挑战.传统有限元建模方法针对不同的桨叶外形需要重新划分单元,推导部分数学模型,导致建模较为复杂.因此,为解决不同构型桨叶统一化建模难题,提出了一种基于模块化思想的多体建模方法.该方法将桨叶划分为多个模块,针对非直构型桨叶,在非直模块转折处施加特定几何约束,可实现上反、下反及后掠等形态,从而适用于各种外形桨叶的动力学建模;此外,模块化多体建模方式可解耦各模块之间的系数矩阵,使得模块的增减仅需调整相应位置的矩阵元素即可,而并不会影响其他模块的动力学方程.具体地,首先基于达朗贝尔原理推导各模块的广义惯性力、广义弹性力与广义主动力;继而根据凯恩方程得到各模块动力学方程;最后,通过引入模块间位移协调条件,可组集获得微分代数方程形式的系统动力学模型.数值结果表明,该方法可实现对不同外形桨叶的高精度动力学建模. 展开更多
关键词 模块化建模 多体动力学 桨叶动力学 复杂外形桨叶
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直升机机载无人机投放过程运动特性分析
9
作者 赵文卿 赵国庆 +1 位作者 曹宸恺 招启军 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期41-46,61,共7页
以直升机在悬停状态下投放无人机为研究对象,建立全机气动干扰数值模拟计算方法,开展旋翼下洗流对无人机运动特性影响的研究。分别从无人机姿态角变化及飞行轨迹等方面分析其飞行状态,研究无人机在直升机侧面不同横向位置以不同速度投... 以直升机在悬停状态下投放无人机为研究对象,建立全机气动干扰数值模拟计算方法,开展旋翼下洗流对无人机运动特性影响的研究。分别从无人机姿态角变化及飞行轨迹等方面分析其飞行状态,研究无人机在直升机侧面不同横向位置以不同速度投放后的飞行稳定性和动态响应。数值模拟结果表明,横向投放位置的不同对无人机飞行轨迹的影响较小,但对姿态角和角速度变化影响较大;无人机以105~125 km/h的初速度投放穿越旋翼下洗流具有更好的飞行稳定性。 展开更多
关键词 直升机 无人机投放 计算流体力学 飞行轨迹
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侧风状态模块化涵道飞行器气动干扰特性研究
10
作者 邵永生 赵国庆 +1 位作者 招启军 曹宸恺 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期27-32,40,共7页
基于滑移网格方法和Navier-Stokes方程,构建了侧风状态下模块化涵道飞行器全机非定常流场的高精度数值模拟方法,通过海豚直升机涵道尾桨试验案例验证了方法的可靠性。随后,通过模块化拼接设计了不同的涵道飞行器构型,开展了不同侧风速... 基于滑移网格方法和Navier-Stokes方程,构建了侧风状态下模块化涵道飞行器全机非定常流场的高精度数值模拟方法,通过海豚直升机涵道尾桨试验案例验证了方法的可靠性。随后,通过模块化拼接设计了不同的涵道飞行器构型,开展了不同侧风速度下模块化涵道飞行器全机气动干扰流场数值分析,揭示了侧风作用下上下游涵道之间的气动干扰特性,获得了各涵道单元气动性能随风速的变化规律。研究结果表明:侧风速度增加在提升桨叶拉力的同时降低了涵道的气动力;在大侧风速度下,由于上游涵道的诱导作用使得上下游涵道气流分离程度差异巨大,且多涵道间的复杂气动干扰现象对涵道性能产生了极大的影响。 展开更多
关键词 模块化涵道飞行器 侧风干扰 数值模拟 气动干扰特性
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折叠倾转旋翼机旋翼自转状态气动干扰特性研究
11
作者 杨浩巍 彭名华 +1 位作者 曾俊凯 李建波 《飞行力学》 北大核心 2025年第5期19-25,共7页
针对折叠倾转旋翼机旋翼自转状态下的气动干扰特性开展了研究。以旋翼/机翼/短舱的半翼展模型为分析对象,基于黏性涡方法及其与面元法的耦合方法,开展了旋翼转速、短舱倾角和前飞速度对旋翼及机翼气动特性影响规律研究,分析了旋翼和机... 针对折叠倾转旋翼机旋翼自转状态下的气动干扰特性开展了研究。以旋翼/机翼/短舱的半翼展模型为分析对象,基于黏性涡方法及其与面元法的耦合方法,开展了旋翼转速、短舱倾角和前飞速度对旋翼及机翼气动特性影响规律研究,分析了旋翼和机翼及短舱间的气动干扰特性。研究结果表明:在自转状态下,机翼升力及俯仰力矩受短舱倾角及前飞速度变化影响较大,阻力受前飞速度影响较大;旋翼俯仰力矩不随旋翼转速变化,旋翼法向力变化趋势受短舱倾角及前飞速度影响,阻力几乎不受前两者影响。 展开更多
关键词 折叠倾转旋翼机 旋翼自转 气动干扰
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格尼襟翼对旋翼气动性能的影响研究
12
作者 徐宇航 李奇雨 +3 位作者 董凌华 杨卫东 唐敏 史喆羽 《直升机技术》 2025年第3期16-21,共6页
目前,针对二维翼型加装格尼襟翼的研究已较为丰富,而三维旋翼应用场景下的相关研究较少。构建了一种基于CFD的三维旋翼气动性能数值模拟方法,并利用公开试验数据完成方法验证,开展格尼襟翼旋翼的气动性能影响参数分析。通过对加装格尼... 目前,针对二维翼型加装格尼襟翼的研究已较为丰富,而三维旋翼应用场景下的相关研究较少。构建了一种基于CFD的三维旋翼气动性能数值模拟方法,并利用公开试验数据完成方法验证,开展格尼襟翼旋翼的气动性能影响参数分析。通过对加装格尼襟翼旋翼与基准旋翼的对比计算,系统分析了格尼襟翼高度、长度及弦向位置等参数对旋翼气动特性的影响规律;结合流场流线图与表面压力系数分布,解释了格尼襟翼的增升作用机理。研究表明:在该文研究参数范围内,旋翼拉力随格尼襟翼高度增加而增大,且弦向位置越靠近桨叶后缘,拉力提升效果越显著,而旋翼气动效率变化幅度较小。其中,当格尼襟翼高度为2%弦长(c),长度为0.15倍旋翼半径(R),弦向位置位于后缘时,旋翼气动性能最优,拉力较基准桨叶提升22.9%。 展开更多
关键词 旋翼 格尼襟翼 计算流体力学 气动性能 参数分析
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组合动力进气道模态转换分流模式及分流策略
13
作者 刘君 袁化成 +2 位作者 张锦昇 李铮 杨德壮 《航空动力学报》 北大核心 2025年第8期108-119,共12页
为实现组合动力推进系统(TBCC)平稳的模态转换,采用风洞试验和数值仿真方法开展了TBCC进气道模态转换过程分流模式及分流策略研究。提出了将组合动力进气道模态转换过程工作状态分为超声分流、超/亚声分流以及亚声分流3种模式,并给出不... 为实现组合动力推进系统(TBCC)平稳的模态转换,采用风洞试验和数值仿真方法开展了TBCC进气道模态转换过程分流模式及分流策略研究。提出了将组合动力进气道模态转换过程工作状态分为超声分流、超/亚声分流以及亚声分流3种模式,并给出不同分流模式的判断依据。根据不同分离模式涡轮和冲压通道所能承受的极限背压,构建了包含3种分流模式的进气道模态转换工作区。基于模态转换工作区,给出了两种模态转换分流策略。结果表明:模态转换过程,涡轮通道超声分流模式极限背压从32倍减小至13倍,冲压通道极限背压从16倍增大到32倍;超声分流模式两个通道的流量和涡轮/冲压通道的入口面积成正比,一旦进入超/亚声分流模式,两个通道之间将发生气动耦合现象,在模态转换40%~60%时,涡轮通道流量系数比超声分流降低12%,冲压通道流量系数增大7%。 展开更多
关键词 组合动力进气道 模态转换 分流模式 气动耦合 分流策略
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垂直下降状态下螺旋桨气动特性及涡环特征
14
作者 高泽明 邵雪明 +2 位作者 王家鼎 曾丽芳 黎军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第1期1-11,I0001,共12页
螺旋桨在垂直下降状态下极易进入涡环状态,从而引起复杂的空气动力学特性。采用黏性涡粒子方法(viscous vortex particle method,VVPM),对APC thin electric 10X7螺旋桨在不同垂直下降率下的气动特性和涡环特征开展研究。结果表明:螺旋... 螺旋桨在垂直下降状态下极易进入涡环状态,从而引起复杂的空气动力学特性。采用黏性涡粒子方法(viscous vortex particle method,VVPM),对APC thin electric 10X7螺旋桨在不同垂直下降率下的气动特性和涡环特征开展研究。结果表明:螺旋桨气动特性容易受到下降率的影响,当下降率增加时,拉力呈现先略增大再减小后增大的趋势,同时尾迹压缩效应逐渐增强,涡环中心逐渐上移。在此过程中,涡环先后经历了悬停状态、涡环前期、涡环初期、深度涡环和类风车流动状态,涡环特征从管状螺旋下洗涡逐渐演变成螺旋涡与环形涡并存,再到完全涡环结构,最后涡系结构移动至桨盘上方。涡场拓扑结构的演变直接影响螺旋桨的气动特性,当桨盘附近尾迹为管状螺旋涡结构时,螺旋桨气动特性变化不明显;随着下降率的增加,逐渐演变出的环形涡会严重影响螺旋桨的气动特性,表现为拉力骤降,尾迹压缩效应增强,回流区包裹桨盘;随着下降率进一步增加,涡系结构到达桨盘上方,螺旋桨进入类风车状态,气动力逐渐增大。 展开更多
关键词 涡环状态 螺旋桨 黏性涡粒子 气动特性 涡环特征
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涵道风扇气动与噪声特性分析研究进展
15
作者 朱王清 曹宸恺 +1 位作者 招启军 曾揚洋 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期1-6,13,共7页
对近年来涵道风扇在气动、噪声和安全性等方面的研究新进展进行了综述。首先,介绍了单旋翼/共轴双旋翼涵道风扇这两种构型在气动和噪声特性分析及优化设计等方面的研究。气动特性分析研究热点主要为运用高精度数值模拟方法,揭示涵道风... 对近年来涵道风扇在气动、噪声和安全性等方面的研究新进展进行了综述。首先,介绍了单旋翼/共轴双旋翼涵道风扇这两种构型在气动和噪声特性分析及优化设计等方面的研究。气动特性分析研究热点主要为运用高精度数值模拟方法,揭示涵道风扇的复杂流动机理及外形、布局参数影响规律;噪声特性分析的关键问题在于构建高效、可靠的噪声预测模型以解决涵道遮蔽引起的复杂声传播问题,进而摸清涵道风扇的气动噪声特性;优化设计方面,建立多目标优化方法对涵道风扇进行气动布局综合设计,是抑制气动干扰现象、改善气动和噪声特性的重要手段。随后,针对直升机涵道尾桨和电动分布式涵道电推进系统这两种涵道风扇的典型应用,分别介绍了试验和数值模拟方面的相关研究进展。 展开更多
关键词 低空飞行器 涵道风扇 共轴双旋翼涵道风扇 直升机涵道尾桨 分布式涵道风扇
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基于改进混合涡粒子法的倾转旋翼机旋翼/机翼气动干扰研究
16
作者 杨一凡 王潇 《航空学报》 北大核心 2025年第7期160-178,共19页
针对倾转旋翼机悬停、前飞和过渡模式旋翼/机翼的气动干扰特性,根据Neumann边界条件和Hess等效原则提出了一种快速分析旋翼/机翼气动干扰的改进混合涡粒子方法。通过引入单面元-多涡粒子转换和涡粒子自适应数量控制策略,实现了自适应涡... 针对倾转旋翼机悬停、前飞和过渡模式旋翼/机翼的气动干扰特性,根据Neumann边界条件和Hess等效原则提出了一种快速分析旋翼/机翼气动干扰的改进混合涡粒子方法。通过引入单面元-多涡粒子转换和涡粒子自适应数量控制策略,实现了自适应涡粒子数量,进一步优化了计算效率。与旋翼风洞试验数据进行了对比,表明自适应数量混合涡粒子方法相较于传统黏性涡粒子方法可以在提高计算效率的同时得到与试验数据吻合良好的计算结果。随后开展旋翼/机翼气动干扰模型在悬停和过渡模式下的流场分析和数值模拟,探讨了旋翼/机翼气动干扰的影响。结果表明:旋翼/机翼气动干扰模型悬停时机翼阻塞下洗流,虽对旋翼有轻微的增升作用但机翼承受了更大的向下载荷,严重影响了旋翼/机翼模型的有效载荷;随着总距增加,机翼向下载荷引起的升力损失逐渐减小。直升机模式向飞机模式转换过程中,旋翼尾迹使机翼升力在倾转初期有明显损失,中期有明显提升,末期几乎无影响;机翼会改变旋翼的部分尾迹结构,但对旋翼性能影响较小。飞机模式前飞时,旋翼/机翼气动干扰较弱,但仍可观测到机翼的升阻比有所下降。这些发现将为倾转旋翼机气动弹性稳定性分析、高保真度飞行力学模型建立和性能优化提供有利支撑。 展开更多
关键词 混合涡粒子方法 气动干扰 倾转旋翼机 过渡模式 机翼
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旋翼风洞试验洞壁干扰参数影响及敏感性分析
17
作者 刘向楠 邵天双 刘少腾 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第3期78-86,I0002,共10页
在旋翼风洞试验中,模型旋翼产生的下洗流在风洞洞壁的约束下会产生强烈的洞壁干扰。引起洞壁干扰的参数众多,为了探究各试验参数对洞壁干扰的影响,首先建立基于Heyson方法的洞壁干扰分析方法,并在中国航空工业空气动力研究院FL-10风洞... 在旋翼风洞试验中,模型旋翼产生的下洗流在风洞洞壁的约束下会产生强烈的洞壁干扰。引起洞壁干扰的参数众多,为了探究各试验参数对洞壁干扰的影响,首先建立基于Heyson方法的洞壁干扰分析方法,并在中国航空工业空气动力研究院FL-10风洞的开、闭口试验段开展了验证试验,验证了方法的有效性;然后基于该方法分析了各试验参数对洞壁干扰的影响;最后基于Sobol算法计算了洞壁干扰量对各试验参数的灵敏度,揭示了其敏感程度。结果表明:桨毂中心越靠近风洞中心,洞壁干扰相对越小;开、闭口试验段的旋翼洞壁干扰影响相反,且开口段的洞壁干扰影响大于闭口段;前进比、拉力系数、旋翼模型尺寸为洞壁干扰的主要影响参数,其中前进比起主要作用,其总灵敏度达0.894,拉力系数和旋翼模型尺寸的总灵敏度系数分别为0.144和0.155,为次要影响参数。研究结果为揭示旋翼洞壁干扰影响机理提供了参考。 展开更多
关键词 旋翼 风洞试验 洞壁干扰 灵敏度 FL-10风洞
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直升机旋翼模型移动式结冰风洞试验研究
18
作者 于文凯 刘向楠 +3 位作者 邵天双 高洪波 吴渊 杨征 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第24期10487-10495,共9页
为研究直升机旋翼模型结冰特性,利用哈尔滨冬季低温环境模拟结冰条件,在航空工业气动院(Aerodynamics Research Institute, AVIC)季节性移动式结冰风洞开展直升机旋翼模型结冰试验。基于1.5 m量级旋翼试验台及带加热除冰装置的直升机旋... 为研究直升机旋翼模型结冰特性,利用哈尔滨冬季低温环境模拟结冰条件,在航空工业气动院(Aerodynamics Research Institute, AVIC)季节性移动式结冰风洞开展直升机旋翼模型结冰试验。基于1.5 m量级旋翼试验台及带加热除冰装置的直升机旋翼缩比模型,研究典型结冰试验状态下旋翼结冰情况及旋翼台振动水平、旋翼气动性能的变化,并分析了环境温度对旋翼结冰气动特性的影响。结果表明:旋翼桨叶结冰主要集中在前缘,从桨叶根部到桨尖方向,结冰厚度逐渐增加;试验中旋翼台振动水平持续恶化,同时旋翼气动性能显著下降;在更低的环境温度下,旋翼结冰没有进一步降低其气动性能。 展开更多
关键词 直升机 旋翼 季节性结冰风洞 风洞试验 气动性能
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有限展长结冰对旋翼气动特性的影响
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作者 高陈诚 张夏阳 +1 位作者 招启军 周雨萌 《飞行力学》 北大核心 2025年第4期14-20,26,共8页
为研究有限展长结冰对旋翼气动特性的影响机理,建立了基于运动嵌套网格方法和URANS方程的旋翼流场求解方法。通过前飞状态AH-1G旋翼非定常气动特性对比分析,验证了数值求解方法的有效性;获得了结冰展向位置和温度对旋翼复杂流动特征、... 为研究有限展长结冰对旋翼气动特性的影响机理,建立了基于运动嵌套网格方法和URANS方程的旋翼流场求解方法。通过前飞状态AH-1G旋翼非定常气动特性对比分析,验证了数值求解方法的有效性;获得了结冰展向位置和温度对旋翼复杂流动特征、桨叶非定常载荷变化特性的影响规律。结果表明:桨叶剖面前缘冰形能产生额外的升力补偿;在一定结冰温度范围内,桨叶剖面气动特性恶化程度随结冰温度的降低而增大;有限展长结冰加剧了前飞状态下前行侧桨尖激波效应和后行侧桨叶结冰区域的动态失速效应。 展开更多
关键词 旋翼桨叶 有限展长结冰 运动嵌套网格 非定常气动特性
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旋翼间气动干扰对四旋翼飞行器涡环状态影响研究
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作者 李垠翰 苏大成 +2 位作者 杨仁国 吴令华 黄水林 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第5期853-861,共9页
为探究多旋翼之间气动干扰对涡环特性的影响及内在机理,运用分离涡模拟(DES)与嵌套网格相结合的方法,对涡环状态下四旋翼飞行器非定常气动载荷变化特征进行了模拟研究。结果表明:对于文中使用的四旋翼飞行器,在涡环状态前期,由于旋翼间... 为探究多旋翼之间气动干扰对涡环特性的影响及内在机理,运用分离涡模拟(DES)与嵌套网格相结合的方法,对涡环状态下四旋翼飞行器非定常气动载荷变化特征进行了模拟研究。结果表明:对于文中使用的四旋翼飞行器,在涡环状态前期,由于旋翼间的气动干扰,形成了覆盖整个桨盘的大尺度环流结构,旋翼拉力较孤立旋翼的时均值增加17%,非定常波动幅度减少28%,旋翼间气动干扰缓解了涡环状态的不利影响。进入中期,环流结构向上偏移并趋于对称,气动干扰的积极作用有所减弱,但仍使旋翼拉力较孤立旋翼增加11%,非定常波动幅度减少21%。发展至后期,桨盘上方环流现象消失,拉力较孤立旋翼增加27%,非定常波动幅度减少40%,旋翼间干扰效应加速飞行器摆脱涡环环流。旋翼间的气动干扰在涡环状态的不同阶段均对四旋翼飞行器的性能产生了重要影响,尤其在后期阶段表现出显著的积极作用。 展开更多
关键词 涡环状态 四旋翼飞行器 气动干扰 分离涡模拟
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