文档介绍：第卷第期南京航空航天大学学报..
年月.
基于自由尾迹方法的共轴式双旋翼流场分析
黄水林徐国华李春华
南京航空航天大学航空宇航学院,南京,
摘要:建立了一个适合于共轴式直升机双旋翼流场特性分析的自由尾迹计算方法。该方法中,桨叶模型采用了升
力面/涡格法,尾迹则使用畸变的自由尾迹模型,以更好地模拟流场特性及计入桨尖三维效应。通过旋翼下洗速
度的计算值与可得到的实验值对比,表明了该计算方法的有效性。然后,着重计算分析了共轴式直升机的旋翼尾
迹结构和诱导速度分布,并与单旋翼情况进行了对比。结果表明:悬停时,与单旋翼相比,共轴式双旋翼在旋翼下
方的诱导速度更大,但并非两幅单旋翼诱导速度的迭加;前飞时,随前飞速度的增加,上下旋翼间的相互干扰逐
渐减弱。
关键词:旋翼;直升机;自由尾迹;共轴式旋翼;流场
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
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叶之间,旋翼与另一旋翼的尾迹之间及尾迹与尾迹
引口
之间也存在干扰影响,这些干扰直接影响旋翼的尾
众所周知,共轴式双旋翼直升机如一, 迹、流场和气动特性。因此,共轴式双旋翼流场特
一等具有尺寸小、结构紧凑等优点,已在军性和气动干扰问题的研究具有重要的意义。
民应用中发挥了越来越重要的作用。但与单旋翼直国早就针对共轴式双旋翼气动干扰问题
升机不同,对于两副旋翼相互靠近的共轴式直升机开展了研究,例如,和基于“当地动
来说,它的双旋翼之间的相互气动干扰严重。除了量理论”对共轴式双旋翼的气动特性进行了初步的
旋翼的桨叶与尾迹本身的影响外,旋翼的桨叶与桨分析。口贝基于固定尾迹的涡流理论建立
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金∞资助项目。
收稿日期:——;修订日期:一一
作者简介:黄水林,男,博士研究生,年月生;徐国华联系人,男,教授,博士生导师,—: .
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南京航空航天大学学报第卷
了一个悬停时的共轴双旋翼气动干扰计算方法。由
计算方法和模型
于预定尾迹模型的限制,其研究未能涉及前飞状
态。世纪年代,国外加强了双旋翼飞行器气动. 旋翼自由尾迹模型
干扰特性的研究。年,俄罗斯的等人以前的旋翼桨叶气动模型多采用升力线理论
在一共轴双旋翼直升机桨叶的桨尖部位安装来模拟,然而对于非矩形平面形状桨叶,升力线理
了发烟装置,使用跟踪电影拍摄法在飞行中拍摄了论不能充分地模拟桨尖效应和复杂的三维影响,为
旋翼的桨尖涡轨迹。由于烟雾在空气中很容易扩此,这里采用桨叶升力面/涡格法模型。如图所
散,其显示的结果不很清晰,且受外界扰动的影响示,沿桨叶中弦面的展向和弦向分别划分计算网
格,沿网格面布置等强度涡环,各网格涡环的环量
较大。此外,在文献中,还对共轴双旋
由边界条件确定
翼气动特性研究进行了综述,但主要侧重于悬停状
。· ,一
态。年,和第一次使用旋翼
式中: ,。。为扰动势函数及定常势函数;为涡环
自由涡尾迹方法来分析共轴、纵列式双旋翼的尾迹
控制点的法向矢量。其中,法向矢量可由面元四边
几何特性。自由尾迹方法相对于预定/固定尾迹方