涡桨飞机发动机进气道排除异物特性数值研究

作     者：王利敏 张彦军 米百刚 杨梅花 WANG Limin;ZHANG Yanjun;MI Baigang;YANG Meihua

作者机构：航空工业第一飞机设计研究院总体气动所西安710089 清华大学航天航空学院北京100084 北京金风科创风电设备有限公司北京100176 

出 版 物：《航空工程进展》 (Advances in Aeronautical Science and Engineering)

年 卷 期：2020年第11卷第2期

页      面：264-271,278页

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）] 

主　　题：涡桨发动机 外来异物 冰雹 冰块 进气道 旁通道 数值模拟 

摘      要：冰雹、冰块等外来异物被吸入进气道进而进入发动机,易导致发动机性能下降或者停车,威胁飞行安全,因此分析涡桨飞机进气道旁通道的排异特性具有重要意义。根据适航规范,针对两种常见外来异物--冰雹和冰块进行本体特性分析,确定其几何、质量以及初始姿态特性;通过计算流体力学(CFD)联合六自由度(6DOF)方法,对某国产新型涡桨支线飞机主发动机进气道中的外来异物运动排除特性进行数值模拟,进一步耦合LS-DYNA软件对排除中遇到的碰撞问题进行仿真分析。结果表明:一旦异物与壁面发生碰撞,碎裂成若干很小的碎块,能量损失,对发动机威胁较小,无论是进入主发动机或者旁通道,均可认为排除;但下壁面结冰区的冰块容易直接进入主发动机,有可能造成严重影响,需要重点关注。