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《剪刀式尾槳懸停狀態(tài)氣動(dòng)力及噪聲特性計(jì)算研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、航空學(xué)報(bào)ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaSep252013V01．34No．92100—2109ISSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．educahkxb@buaaedu．ca剪刀式尾槳懸停狀態(tài)氣動(dòng)力及噪聲特性計(jì)算研究樊楓，史勇杰*，徐國(guó)華南京航空航天大學(xué)直升機(jī)旋翼動(dòng)力學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京210016摘要：建立了一個(gè)基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)／Fw—H(FfowcsWilliams—Hawkings)方程的預(yù)測(cè)剪刀式尾槳懸
2、停狀態(tài)氣動(dòng)性能和噪聲特性的分析方法。該方法首先采用CFD方法對(duì)尾槳流場(chǎng)進(jìn)行求解，并應(yīng)用嵌套網(wǎng)格技術(shù)對(duì)流場(chǎng)空間進(jìn)行離散?？刂品匠滩捎梅菓T性坐標(biāo)系下的Navier-Stokes方程，空問(wèn)方向采用二階迎風(fēng)格式(Roe格式)進(jìn)行求解，時(shí)間方向采用隱式LUSGS(Lower-UpperSymmetricGauss—Seidel)格式進(jìn)行推進(jìn)。在此基礎(chǔ)上，采用Fw—H方程將尾槳噪聲聲壓擾動(dòng)傳播至遠(yuǎn)場(chǎng)，以獲得尾槳的噪聲特性。應(yīng)用該方法對(duì)兩種剪刀式尾槳構(gòu)型(“L”構(gòu)型和“U”構(gòu)型)進(jìn)行了計(jì)算研究，對(duì)比分析了剪刀式尾槳在氣動(dòng)力
3、和噪聲方面與常規(guī)尾槳的差別，以及兩個(gè)重要構(gòu)型參數(shù)(剪刀角和軸向間距)對(duì)剪刀式尾槳?dú)鈩?dòng)力和噪聲的影響規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，構(gòu)型參數(shù)對(duì)剪刀式尾槳?dú)鈩?dòng)力和噪聲特性影響很大，合理地選擇構(gòu)型參數(shù)可以降低尾槳噪聲水平。關(guān)鍵詞：剪刀式尾槳；氣動(dòng)特性；噪聲特性；FW—H方程；計(jì)算流體力學(xué)中圖分類號(hào)：V211．52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—6893(2013)09—2100—10尾槳是單旋翼帶尾槳式直升機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其性能的好壞直接影響直升機(jī)的整體性能。提高尾槳的氣動(dòng)性能和改善尾槳的噪聲特性能夠?yàn)樘岣咧鄙龣C(jī)整體性能帶
4、來(lái)好處。剪刀式尾槳是一種有別于常規(guī)構(gòu)型的新構(gòu)型尾槳。這種尾槳由沿其旋轉(zhuǎn)軸的上、下兩副槳葉構(gòu)成，兩副槳葉為非垂直布置，并且存在一定的軸向間距。先前的研究表明剪刀式尾槳與普通形式尾槳相比具備一定的降噪能力口]，并且其聲壓信號(hào)與常規(guī)尾槳有明顯的差異，這可以降低直升機(jī)的可探測(cè)性。因此，剪刀式尾槳常用于武裝直升機(jī)，例如美國(guó)著名的AH一64“阿帕奇”武裝直升機(jī)(尾槳間距角55。／125。)和俄羅斯Mi一28“浩劫”武裝直升機(jī)(尾槳間距角為36。／144。)等。由于剪刀式尾槳各片槳葉不是等距分布，相鄰槳葉之間的距離變得更小
5、，氣動(dòng)干擾會(huì)更加強(qiáng)烈。同時(shí)，剪刀式尾槳還存在一定的軸向間距，上面一副槳葉產(chǎn)生的槳尖渦有可能直接打到后面相鄰的槳葉，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的槳一渦干擾現(xiàn)象。因此，相比于普通尾槳，剪刀式尾槳的流場(chǎng)和噪聲特性更加復(fù)雜。據(jù)檢索到的資料所知，國(guó)外關(guān)于剪刀式尾槳的研究進(jìn)行的不多，且大都是采用試驗(yàn)方法進(jìn)行研究口。5]。文獻(xiàn)Eli開(kāi)展了針對(duì)剪刀式構(gòu)型尾槳的部分氣動(dòng)性能和噪聲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明剪刀式構(gòu)型無(wú)論在氣動(dòng)性能還是噪聲特性方面都優(yōu)于常規(guī)構(gòu)型；文獻(xiàn)E4]和文獻(xiàn)E5]則提出了直升機(jī)主旋翼槳葉不等距角布置的設(shè)計(jì)方法，并將設(shè)計(jì)的旋翼安裝在
6、BELL一427模型直升機(jī)上進(jìn)行收稿日期：2012—10—15；退修日期：2013-01-09；錄用日期：2013-01—21；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2013-03-1213：39網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWWcnkinet／kcms／detail／111929V20130312．1339．002．htmI基金項(xiàng)目：重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金(9140C400201110C4002)；江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目*通訊作者Tel．：025—84892117E-mail：shiyongjie@nuaa．edu．cn引搠格武tFanF。
7、ShiYJ．XuGHComputationalresearchonaerodynamicandaeroacousticcharacteristicsofscissorstail-rotor．nhoverjActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2013，34(9)：2100-2109樊稠，史勇菸，絳國(guó)華．剪刀式層棠卷斧鐘蒼氣動(dòng)力及噪聲特性計(jì)算研究．航空學(xué)報(bào)，2013，34(9)：2100-2109．樊楓等：剪刀式尾槳懸停狀態(tài)氣動(dòng)力及噪聲特性計(jì)算研究試驗(yàn)研究，最終得出的結(jié)論是非等
8、距角布置的旋翼在氣動(dòng)性能和噪聲特性方面都沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)深入分析后指出這與主旋翼轉(zhuǎn)速低有關(guān)，并認(rèn)為非等距角設(shè)計(jì)在轉(zhuǎn)速較高的尾槳上減噪的潛力更大。2005年Brentner等[63采用WOPWOP氣動(dòng)噪聲分析程序?qū)ξ墨I(xiàn)E4]設(shè)計(jì)的非等間距旋翼的噪聲特性進(jìn)行了分析，由于氣動(dòng)分析方法中采用的是升力線模型，不能很好地模擬非等間距旋翼間的復(fù)雜氣動(dòng)干擾，因而研究中僅給出了噪聲頻譜的定性結(jié)果。在國(guó)內(nèi)，主要是南
