【摘 要】
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倾转旋翼机集中了固定翼飞机高速巡航和直升机垂直起降的优点,相对于普通直升机具有更加优良的性能,备受世界大国的重视。倾转旋翼螺旋桨作为倾转旋翼机的推进装置,设计具有优良气动性能的倾转旋翼螺旋桨至关重要。倾转旋翼螺旋桨与普通螺旋桨相比,面临更复杂的气动问题,气动设计需要兼顾巡航和悬停两种状态对气动性能不同的要求。本文在调研了国内外倾转旋翼螺旋桨气动设计研究进展的基础上,分析倾转旋翼螺旋桨在巡航、悬停等
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倾转旋翼机集中了固定翼飞机高速巡航和直升机垂直起降的优点,相对于普通直升机具有更加优良的性能,备受世界大国的重视。倾转旋翼螺旋桨作为倾转旋翼机的推进装置,设计具有优良气动性能的倾转旋翼螺旋桨至关重要。倾转旋翼螺旋桨与普通螺旋桨相比,面临更复杂的气动问题,气动设计需要兼顾巡航和悬停两种状态对气动性能不同的要求。本文在调研了国内外倾转旋翼螺旋桨气动设计研究进展的基础上,分析倾转旋翼螺旋桨在巡航、悬停等状态下的气动性能要求,基于螺旋桨设计理论开发了倾转旋翼螺旋桨气动设计程序,设计了一款旋翼螺旋桨。基于雷诺平均N-S方程（Reynolds Averaged Navier-Stokes,RANS）,运用计算流体力学（Computational fluid dynamics,CFD）对倾转旋翼螺旋桨进行了数值计算,分析了网格因素、计算条件等对准确模拟倾转旋翼螺旋桨流场的影响。对旋翼螺旋桨的巡航状态和悬停状态进行了CFD计算,获取了拉力T、功率P、效率η、拉力系数CT、功率系数CP等气动参数。CFD计算值与实验值相比:巡航状态当进速比在2.6～3.2时拉力误差小于3.3%,功率误差小于6.4%,效率误差小于7.8%,最高巡航效率为83.3%。悬停状态拉力误差小1.4%,功率误差小于1.9%,效率误差小于3.4%,最高悬停效率为68.7%。研究结果表明,本文对倾转旋翼螺旋桨的气动设计达到了比较理想的结果,CFD数值计算可信度高,获得的倾转旋翼螺旋桨具备理想的综合高性能。
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