涵道風(fēng)扇外形參數(shù)對(duì)氣動(dòng)特性的影響分析.pdf

1、涵道風(fēng)扇飛行器（Ducted Fan Aircraft），因其獨(dú)特的氣動(dòng)外形布局（涵道包裹螺旋槳的氣動(dòng)布局方案），使得它擁有很多常規(guī)飛行器不具有的優(yōu)勢(shì)。涵道風(fēng)扇飛行器既具有垂直起降和定點(diǎn)懸停的能力，又擁有快速前飛的能力；結(jié)構(gòu)緊湊、小巧，方便攜帶，非常適合在環(huán)境復(fù)雜、障礙物密集的地方執(zhí)行特殊任務(wù)。研究涵道風(fēng)扇的氣動(dòng)特性對(duì)該類無人機(jī)整體性能的提升至關(guān)重要。
　　本文以涵道風(fēng)扇為研究對(duì)象，以涵道本體幾何外形參數(shù)為研究?jī)?nèi)容，開展了以下幾個(gè)

2、方面的研究：
　?。?）分析了涵道螺旋槳的關(guān)鍵氣動(dòng)問題及其計(jì)算方法，主要有網(wǎng)格劃分，將整個(gè)計(jì)算域劃分為旋轉(zhuǎn)域和靜止域來分別處理，運(yùn)用交界面相互關(guān)聯(lián)在一起；將計(jì)算孤立螺旋槳的動(dòng)量理論推廣到涵道螺旋槳，分析“槳盤卸載”的根本原因是由于涵道改變尾流狀態(tài)，螺旋槳當(dāng)?shù)赜菧p?。徊捎枚鄥⒖甲鴺?biāo)系模型和滑移網(wǎng)格模型模擬螺旋槳的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
　?。?）分別運(yùn)用數(shù)值方法和試驗(yàn)手段來驗(yàn)證計(jì)算模型的可行性，結(jié)果表明，選擇的計(jì)算模型能夠很好地模擬螺旋

3、槳的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。
　?。?）采用理論計(jì)算和數(shù)值模擬方法，研究不同幾何外形參數(shù)對(duì)氣動(dòng)特性的影響。加上涵道的螺旋槳?dú)鈩?dòng)特性普遍優(yōu)于孤立螺旋槳；減小槳尖間隙，能夠有效提高涵道螺旋槳效率，且只有當(dāng)槳尖間隙小于螺旋槳半徑2％時(shí)，涵道螺旋槳優(yōu)勢(shì)才明顯；唇口曲率半徑較大時(shí)，能在唇口內(nèi)壁產(chǎn)生更大負(fù)壓區(qū)，拉力增加；隨著擴(kuò)張角增大，效率提高，當(dāng)大于12°時(shí)，尾流出現(xiàn)分離，性能下降；長徑比不宜過大，比值在0.5附近最適宜。