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复合式飞行器前飞状态气动干扰特性分析

吴小东  
【摘要】:共轴反桨直升机在前飞时既要保持升力,同时又要提供前行所需要的推力。则上下旋翼的间距势必要增加,旋翼的转动平面也会有所前倾导致一侧间距大而一侧间距小,间距比较小的一侧容易产生因挥舞严重而导致的碰撞问题,同时也会增加动力系统的功率损耗。因此本文提出加装两个尾部推进涵道配合前置短翼以平衡机身的复合式气动布局方案。提出采用两个尾部推进涵道来提供前飞推力,为保持机身的整体平衡在机身前部加装短翼,同时又可提供辅助升力,这样一来主旋翼只需要产生升力,避免了碰撞危险的发生达减小了发动机的功耗。首先对该无人机的整体气动布局进行描述,绘制主要结构三维SolidWorks模型,对具体参数进行计算。然后对尾部推进涵道以及前置短翼进行理论分析,为后文分析推进涵道的气动特性奠定理论基础,分析机翼产生升力的原理。在对尾部推进涵道的理论基础之上结合CFD仿真分析方法对涵道风扇的推力特性进行分析,分析得出不同变量以及不同螺旋桨环境对其气动特性的影响。运用CFD仿真方法分析机翼对尾部推进涵道在前飞时的气动干扰特性,对机翼流场特性分析得出机翼翼尖部分在前飞时会产生漩涡。通过改变不同涵道安装位置得出,翼尖的漩涡进入涵道风扇的位置也会有所不同。针对这种现象分别分析不同涵道安装位置时推进涵道的气动特性,并与不受短翼影响时的气动特性做分析对比。结果表明这种双尾部推进涵道配合前置短翼的气动布局不但会为无人机提供前飞的推力,同时涵道风扇的气动特性不会受到翼尖漩涡的影响,证明了此布局的合理性。


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