陆空平台旋翼叶型参数气动性能多目标优化研究

作     者：魏巍 王若琳 徐彬 范康迪 赵之然 邹波 WEI Wei;WANG Ruolin;XU Bin;FAN Kangdi;ZHAO Zhiran;ZOU Bo

作者机构：北京理工大学车辆传动国家级重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 重庆铁马工业集团有限公司重庆400050 

出 版 物：《北京理工大学学报》 (Transactions of Beijing Institute of Technology)

年 卷 期：2022年第42卷第8期

页      面：842-849页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2020YFC1512500) 

主　　题：陆空平台 旋翼叶型 气动特性 多目标优化 

摘      要：陆空平台兼具旋翼无人机和无人车的特点,对各种室内外复杂作业环境均有较佳的适应性,但不同作业环境对旋翼的升力、悬停效率等气动性能的需求并不一致,单一叶型难以满足这种差异化需求.针对此问题,基于类函数/形函数方法,以伯恩斯坦多项式对翼型弦长、扭转角和旋翼前缘位置沿径向的分布进行了参数化表述,实现原旋翼叶型的三维参数建模重构,随后采用数值方法进行了关键叶型参数对气动性能的敏感性分析.计算结果表明,翼尖附近的弦长和扭转角对气动性能影响较大,且弦长和扭转角间存在明显的交互效应.据此以升力和品质因子为目标,对原旋翼叶型进行了多目标优化设计并进行了试验验证,试验结果表明,高升力叶型的旋翼升力系数提高了13.2%,高品质因子叶型的旋翼品质因子提高了37.8%,基于伯恩斯坦多项式与类函数/形函数方法结合的叶型三维参数化优化方法,能够有效提升旋翼升力或品质因子等气动性能指标.