桨尖间隙对涵道共轴双旋翼悬停性能的影响与改进研究

摘要

本文基于雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS,Reynolds-averaged Navier-Stokes）方程和多重参考坐标系（MRF,multiple reference frame），研究大桨尖间隙下涵道共轴双旋翼悬停性能改进的方法 。首先，开展无沟槽涵道在不同桨尖间隙下的气动性能分析，研究结果表明，桨尖间隙增加会导致悬停性能下降。其次，设计方形、圆形、V形、梯形及逆梯形5种沟槽构型并分析其对悬停效率的影响，结果表明，桨尖位置及沟槽构型是影响悬停效率的关键因素，当桨尖深入沟槽内部、桨尖间隙扩大至5倍初始值时，悬停效率基本保持稳定；圆形沟槽构型表现更优，在桨尖间隙为2倍初始值时，其悬停效率可提升11.1%。本文可为涵道共轴双旋翼在放宽装配容差条件下实现气动性能优化提供有效路径。

关键词

涵道共轴双旋翼 / 沟槽构型 / 桨尖间隙 / 悬停效率 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金项目（62403471）; 中央高校基本科研业务费专项（3122023QD18）; 天津市城市空中交通系统技术与装备重点实验室开放基金项目（TJKL-UAM-202402）