發(fā)布時間：2020-08-10 19:17

【摘要】：本文以APC螺旋槳模型為基礎(chǔ),構(gòu)建了多葉對轉(zhuǎn)螺旋槳模型,并對這些對轉(zhuǎn)槳模型進(jìn)行了數(shù)值分析,最后對該APC二葉對轉(zhuǎn)槳槳和GWS三葉對轉(zhuǎn)槳進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。為對轉(zhuǎn)槳的前后和級間流場的分析研究提供了一定的技術(shù)參考。首先,對定距八葉APC對轉(zhuǎn)槳進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了不同進(jìn)距比、來流速度和相同轉(zhuǎn)速下的氣動性能,并與單排的八葉螺旋槳的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明在研究范圍內(nèi)進(jìn)距比一定時,對轉(zhuǎn)槳力學(xué)性能隨著來流速度和轉(zhuǎn)速的提高而提升,效率先增后減,其變化趨勢與孤立螺旋槳一致。同比情況下,力學(xué)性能更好,效率更高。其次,對不同槳葉數(shù)、不同級間間距和不同前后排槳葉直徑比的對轉(zhuǎn)槳進(jìn)行數(shù)值模擬。對比了不同情況下的性能和流場變化,分析了在不同進(jìn)距比、來流速度和相同轉(zhuǎn)速下的氣動性能和級間流場的變化。然后,在已有螺旋槳實(shí)驗(yàn)臺的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充了對轉(zhuǎn)槳實(shí)驗(yàn)臺與TFI流場探針測量系統(tǒng),利用測量系統(tǒng)驗(yàn)證了風(fēng)洞的流場均勻性,為后來的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)提供了可靠性。最后,對APC二葉對轉(zhuǎn)槳與GWS三葉對轉(zhuǎn)槳進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),測量了對轉(zhuǎn)槳前后中軸面上端的流場,分析了氣流速度的三個分量以及靜態(tài)壓力的變化趨勢。結(jié)果顯示對轉(zhuǎn)槳相對于單槳有更好的氣流加速效果,在有來流的情況下,對轉(zhuǎn)槳的流場更為均勻,對轉(zhuǎn)槳葉數(shù)目越多,對氣流的加速效果更好,流場相對更為均勻。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U664.33
【圖文】：

一架載人動力飛機(jī)，這架叫做“飛行者-1號”的飛機(jī)為人類打開了新世界的大門。從此以后，螺旋槳飛機(jī)在人類歷史上成為了必不可少的一部分。圖1.1 對轉(zhuǎn)螺旋槳的運(yùn)用螺旋槳飛機(jī)的發(fā)展跟人們的需求是密不可分的。對于我們生活中可以接觸到的民用飛機(jī)來說，人們更關(guān)注飛機(jī)發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性(即耗油率)，當(dāng)然噪聲也是一個不容忽視的問題。有研究表明，盡量減小葉尖線速度可以減小噪聲，適當(dāng)加大涵道比可以提高推進(jìn)效率。但上述的改變會使得發(fā)動機(jī)局部部件出現(xiàn)效率降低，級數(shù)增加的問題，為了達(dá)到相應(yīng)的目的而又要使發(fā)動機(jī)各部件相匹配，人們想出了一種可行的辦法——對轉(zhuǎn)槳扇，用對轉(zhuǎn)渦輪或者齒輪驅(qū)動，即改變了其結(jié)構(gòu)和傳動模式。與此同時，在軍用發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，對轉(zhuǎn)的概念也得到了發(fā)展和應(yīng)用。例如對轉(zhuǎn)級，大小葉片[1]

發(fā)展對轉(zhuǎn)風(fēng)扇；斯奈克瑪(SNECMA)公司在VITAL(environmentally friendly aero engine)計(jì)劃中發(fā)展和實(shí)驗(yàn)了對轉(zhuǎn)風(fēng)扇。圖1.2 斯奈克瑪設(shè)計(jì)的CRTF1的3D樣機(jī)與實(shí)驗(yàn)樣機(jī)螺旋槳給飛機(jī)帶來的影響因素有：螺旋槳的陀螺進(jìn)動效應(yīng)，給發(fā)動機(jī)軸的反作用扭矩，非對稱拉力和螺旋槳滑流。與單排的螺旋槳相比，對轉(zhuǎn)螺旋槳有兩個轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)向相反，對發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的反作用扭矩會相互抵消一部分，減小反作用扭矩的大小，產(chǎn)生的推力也會變大，推進(jìn)效率提高。氣流經(jīng)過螺旋槳做功，速度增加并擁有了周向速度，流線具有明顯的螺距結(jié)構(gòu)。對轉(zhuǎn)螺旋槳的兩個轉(zhuǎn)子之間的流場比較復(fù)雜，前排轉(zhuǎn)子與后排轉(zhuǎn)子互相影響，他們物理參數(shù)的變化影響著進(jìn)排氣系統(tǒng)的氣動性能。經(jīng)過長時間的研究探索和經(jīng)驗(yàn)積累，人們在對流體的研究一般會用到三種方法：理論分析，數(shù)值模擬仿真以及實(shí)驗(yàn)探究。理論分析更為抽象，但也是最基礎(chǔ)最原始的分析模式。在理論分析的方法中

的F7/A7對轉(zhuǎn)開式轉(zhuǎn)子在攻角下進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了流動攻角在放射性噪音中起到了主要作用的結(jié)論，所獲得的總體參數(shù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。圖1.3 對轉(zhuǎn)風(fēng)力機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚆. Curtis Rector[19]等人對小型的對轉(zhuǎn)水平軸風(fēng)力機(jī)的氣動設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，利用風(fēng)洞測試并檢驗(yàn)了小型水平軸風(fēng)力機(jī)的可行性與氣動性能，如圖1.3。初始實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對轉(zhuǎn)裝置產(chǎn)生的

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 周人治;祁宏斌;;開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)對轉(zhuǎn)槳扇匹配特性研究[J];航空科學(xué)技術(shù);2014年04期

2 周人治;郝玉揚(yáng);祁宏斌;;開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)對轉(zhuǎn)槳扇設(shè)計(jì)[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2014年01期

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4 祁宏斌;周人治;黃紅超;李剛團(tuán);;開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)對轉(zhuǎn)槳扇性能建模研究[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2012年01期

5 楊小賀;單鵬;;兩類對轉(zhuǎn)風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與氣動特征數(shù)值研究[J];航空動力學(xué)報(bào);2011年10期

6 劉波;陳云永;項(xiàng)效昒;侯為民;;對轉(zhuǎn)壓氣機(jī)數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究[J];推進(jìn)技術(shù);2008年04期

7 季路成;;對轉(zhuǎn)葉輪機(jī)技術(shù)挑戰(zhàn)分析[J];推進(jìn)技術(shù);2007年01期

8 聶延生,韓學(xué)勝,曾鴻,劉鎮(zhèn)宇;對轉(zhuǎn)螺旋槳的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)分析[J];船電技術(shù);2005年02期

9 蔡睿賢;軸流對轉(zhuǎn)風(fēng)扇典型基元級基本分析[J];流體機(jī)械;1994年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 潘鑫智;螺旋槳與發(fā)動機(jī)短艙/進(jìn)氣道的氣動影響研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

本文編號：2788496