面向后行桨叶动态失速控制的展向吹气方法研究

摘要

吹气控制是抑制直升机旋翼后行桨叶动态失速的有效技术途径之一，量化其关键参数的控制效果是实现该技术从机理研究向工程应用转化的关键环节。基于可压缩Navier-Stokes方程，围绕某型直升机旋翼系统为算例展开，采用桨叶上表面展向单列吹气方法，对旋翼后行桨叶动态失速问题进行数值模拟研究。通过二维流场分析，以平衡升力与升阻比为优化目标，确定吹气孔的弦向位置、宽度及吹气动量系数的较优参数组合。结果表明，当吹气速度超过来流速度、吹气孔位于气流分离点附近及其后方一定弦向范围内且宽度适中时，可显著提升旋翼系统的气动性能。进一步以升力最大化为目标，基于三维流场分析优化吹气孔展向数量与分布形式，发现在桨叶展向0.55R～0.75R区间布置单列均匀分布吹气孔的控制方案效果最佳，在本研究算例中最高可实现升力提升33.7%。

关键词

旋翼 / 吹气控制 / 动态失速 / 后行桨叶 / 气动性能

基金资助

山西省科技重大专项计划资助项目(No.202301120401010)