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1、第44卷第4期航空計(jì)算技術(shù)Vo1．44No．42014年7月AeronauticalComputingTechniqueJu1．2014主／從動(dòng)式組合旋翼懸停狀態(tài)氣動(dòng)特性分析牛鑫，王正平(西北工業(yè)大學(xué)無人機(jī)特種技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710072)摘要：針對(duì)傳統(tǒng)直升機(jī)構(gòu)型中主旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的扭矩需要尾翼或是反向旋轉(zhuǎn)的共軸旋翼加以抵消，從而造成能量浪費(fèi)的問題，以將主旋翼旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的扭矩轉(zhuǎn)化為升力為出發(fā)點(diǎn)，提出了一種主旋翼帶動(dòng)下方無動(dòng)力旋翼旋轉(zhuǎn)的主／Ak動(dòng)式組合旋翼氣動(dòng)布局構(gòu)型。通過動(dòng)量葉素理論以及CFD數(shù)值模擬中的多重參考系法，對(duì)主／+k動(dòng)式組合旋翼懸停狀態(tài)的氣動(dòng)特性進(jìn)行了初步分析，結(jié)果表明，
2、此構(gòu)型中的下方從動(dòng)旋翼利用上方主動(dòng)旋翼的扭矩產(chǎn)生了額外10％的升力。同時(shí)下方從動(dòng)旋翼在上方主動(dòng)旋翼引流的有利干擾下升力系數(shù)提高了35％。關(guān)鍵詞：組合旋翼；氣動(dòng)分析；動(dòng)量葉素法；多重參考系法中圖分類號(hào)：V211文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—654X(2014)04—0055．04AnalysisofAerodynamicCharacteristicsofCombinedRotorsinHoverNIUXin，WANGZheng—ping(NationalKeyLaboratoryofScienceAndTechnologyofUAV，NorthwesternPolytechnicalUni
3、versity，Xian710072，China)Abstract：Thetorque—momentgeneratedbymainrotorofhelicopterisusuallyoffsetbycountertorque—momentproducedbytailrotororcoaxialrotorwhichleadstothewasteofenergy．Inordertosolvethisproblem，anewconceptionofcombinedrotorswhoseun—poweredlowerrotorisdrivenbythetorque-mo—mentproducedby
4、upperactiverotorwasproposed，basingontheideaofconvertingtorque-momenttolift．Themethodsofthebladeelementmomentumtheory(BEMT)andmultiplereferenceflamemethod(MRF)ofCFDtechniquewereusedtoanalyzetheaerodynamiccharacteristicsofcombinedrotorsinhover．Theresultsshowsthatthecombinedrotorsmanagetotransformthet
5、orque—momenttoadditionalliftwhichaccountsfor10％oftheoriginallift．Andtheliftcoeficientofan—poweredlowerrotorincreasesby35％becauseoftheadvantageousinterferenceoftheupperactiverotor．Keywords：combinedrotors；aerodynamiccharacteristics；bladeelementmomentumtheory；multipleref-erenceflame引言的主／從動(dòng)式組合旋翼與共軸雙旋翼在
6、外形上有很大旋翼理論分析的發(fā)展大致經(jīng)歷了動(dòng)量理論、葉素的區(qū)別，因而會(huì)有與共軸雙旋翼不一樣的特性。在對(duì)理論、渦流理論和旋翼CFD方法?。這些方法在分析主／從動(dòng)式組合旋翼進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的旋單旋翼性能時(shí)與試驗(yàn)結(jié)果符合得較好，因而也在雙旋翼理論分析手段，并參照參考文獻(xiàn)中分析共軸雙旋翼翼性能分析時(shí)得到廣泛使用J。雙旋翼與單旋翼在時(shí)采用的方法，本文著眼于建立一個(gè)適用于分析懸停氣動(dòng)分析時(shí)的不同之處為雙旋翼需要考慮上下旋翼間狀態(tài)下主／從動(dòng)式組合旋翼氣動(dòng)特性和上方主動(dòng)旋翼的干擾。由于共軸雙旋翼很早就被應(yīng)用于直升機(jī)旋翼對(duì)下方從動(dòng)旋翼干擾的方法。系統(tǒng)中，所以對(duì)雙旋翼氣動(dòng)特性的研究都集中在共軸雙旋翼這一
7、構(gòu)型上。Coleman在提交給NASA的一篇1主／從動(dòng)組合旋翼模型建立科技報(bào)告中詳細(xì)總結(jié)了各國對(duì)共軸雙旋翼的研究成現(xiàn)今最為常見的直升機(jī)結(jié)構(gòu)是單旋翼加尾槳結(jié)構(gòu)果J，上下旋翼各自的槳距、展弦比以及二者上下間距和共軸雙旋結(jié)構(gòu)，然而這兩種結(jié)構(gòu)的效率并不是很高，等因素對(duì)共軸雙旋翼的性能均有重要影響。本文提出主旋翼旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的扭矩由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的尾翼或是反收稿日期：2014—04—21修訂日期：2014—07—04基金項(xiàng)目
