检索结果-内蒙古大学图书馆

航空动力学报 2024年第12期39卷 94-107页

作者：陈炜锋俞志明钟伯文沈亮杨昌发南昌航空大学飞行器工程学院南昌330063 南昌航空大学江西省飞行器设计与气动仿真重点实验室南昌330063 江西航空研究院南昌330038

为设计在满足悬停、前飞工况要求的前提下均具有较高的巡航效率和更长的航时的无人机(UAV)倾转涵道螺旋桨,提出了一种倾转涵道螺旋桨的设计及优化方法。该方法基于叶素动量理论、涵道螺旋桨的涡流理论对桨叶进行快速设计,通过计算流体... 详细信息

为设计在满足悬停、前飞工况要求的前提下均具有较高的巡航效率和更长的航时的无人机(UAV)倾转涵道螺旋桨,提出了一种倾转涵道螺旋桨的设计及优化方法。该方法基于叶素动量理论、涵道螺旋桨的涡流理论对桨叶进行快速设计,通过计算流体动力学(CFD)修正与迭代两次即可得到满足设计要求的桨叶,并通过综合悬停、前飞两点优化设计得到最终的倾转涵道螺旋桨。设计结果表明:在满足悬停、前飞两个工况的设计要求的前提下,螺旋桨的巡航效率提升至92.3%,航时增加7.1%。该方法设计精度高且能够分别以悬停、前飞为最优设计点进行设计,并对两点综合考虑,使其效率、航时更大化。该方法设计的倾转涵道螺旋桨能够满足巡航效率与航时要求。

关键词：倾转涵道螺旋桨设计涵道螺旋桨的涡流理论耦合CFD设计巡航效率航时

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小型垂直起降倾转涵道螺旋桨无人机总体方案设计研究

小型垂直起降倾转涵道螺旋桨无人机总体方案设计研究

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作者：陈炜锋南昌航空大学

学位级别：硕士

倾转涵道螺旋桨无人机具有稳定垂直起降、快速前飞、续航能力强、噪音小、安全性高、应用范围广等优点,能够满足军用、民用等多种飞行任务的需求。然而,国内外少有100kg级的倾转涵道螺旋桨无人机且倾转涵道螺旋桨无人机的需求与日俱增... 详细信息

倾转涵道螺旋桨无人机具有稳定垂直起降、快速前飞、续航能力强、噪音小、安全性高、应用范围广等优点,能够满足军用、民用等多种飞行任务的需求。然而,国内外少有100kg级的倾转涵道螺旋桨无人机且倾转涵道螺旋桨无人机的需求与日俱增。因此,本文将对一种可用于城市狭窄地区执行任务、农林防护、军用侦察的100kg级的三涵道式倾转涵道螺旋桨无人机进行总体与气动设计。该无人机动力由两个倾转涵道螺旋桨与一个辅助垂直起降嵌于尾涵道中的共轴双螺旋桨组成。其结构简单,但气动效率高,基本具备上述倾转涵道螺旋桨无人机各种优点。本文的主要内容如下:针对倾转涵道飞行器的特点,基于倾转涵道飞行器、直升机、固定翼飞行器等设计技术,采用理论与统计相结合的方法完成了倾转涵道螺旋桨无人机的总体构型,螺旋桨参数、固定翼参数等总体方案的设计,并完成了该无人机的整机建模。其次基于叶素动量理论、涵道螺旋桨的涡流理论对倾转涵道螺旋桨初始设计,并耦合CFD的方式对涵道拉力占比修正,通过结合悬停、前飞两状态且在给定总电量或燃油量的前提条件下进行优化设计。同时,提出了一种倾转涵道螺旋桨的综合设计方法,该设计方法适用于倾转类涵道螺旋桨且具有快速、设计精度较高和普适性等特点。然后对优化过后的倾转涵道螺旋桨在悬停、倾转过渡、前飞状态进行数值模拟计算并分析其流动机理等。接着对尾涵道共轴双螺旋桨进行设计与数值模拟,其中通过理论设计、气动建模与CFD相结合的方式最终确定了尾涵道共轴双螺旋桨的气动外形,该涵道螺旋桨最大的特点是涵道体为机身尾部。最后对倾转涵道螺旋桨无人机进行整机气动模拟分析,研究比较了在悬停、前飞时倾转涵道螺旋桨距机翼纵向不同距离位置差异的气动特征;也比较了倾转涵道螺旋桨、尾涵道共轴双螺旋桨单独计算时的气动特性与装配到机身上时整机中的倾转涵道螺旋桨、尾涵道共轴双螺旋桨气动特性等。本文针对倾转涵道螺旋桨无人机进行了总体设计研究,着重设计了倾转涵道螺旋桨并提出来一种倾转涵道螺旋桨的综合设计方法、也对尾涵道共轴双螺旋桨进行设计并计算,也对该无人机进行一个整机气动分析。为后续的理论、试验工作等奠定基础,也为倾转涵道螺旋桨无人机的设计研究提供了一定的参考价值以及技术支持。

关键词：倾转涵道螺旋桨无人机倾转涵道螺旋桨设计整机气动分析涵道共轴双螺旋叶素动量理论

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一种基于悬停和前飞的涵道螺旋桨设计方法

引用

教练机 2024年第4期 55-60页

作者：李自启江翔万俊明李鹏飞航空工业洪都江西南昌330024

本文提出了一种适用于倾转类无人机的倾转涵道螺旋桨设计方法,使其满足悬停、前飞工况要求的前提下,具有较高的巡航效率和更长的航时。分别以悬停、前飞作为最优设计点进行设计,由叶素动量理论、涵道螺旋桨的涡流理论设计得到螺旋桨的... 详细信息

本文提出了一种适用于倾转类无人机的倾转涵道螺旋桨设计方法,使其满足悬停、前飞工况要求的前提下,具有较高的巡航效率和更长的航时。分别以悬停、前飞作为最优设计点进行设计,由叶素动量理论、涵道螺旋桨的涡流理论设计得到螺旋桨的弦长和扭转角,借助CFD计算其气动性能。根据其计算结果,修正涵道拉力占比。根据总电量提出航时要求,通过综合悬停、前飞两个状态的功率,对其进行优化得到一个较为精确的权值,经过对悬停、前飞两个状态的弦长和扭转角进行权值计算,得到最终的涵道螺旋桨并进行CFD计算。结果表明:在满足悬停、前飞两个工况的前提下,巡航效率为92.3%,航时增加4.4%。

关键词：倾转涵道螺旋桨设计涵道螺旋桨的涡流理论耦合CFD设计巡航效率航时

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