【摘要】：隨著燃油費的上漲,低油耗的螺旋槳飛機在軍民用飛機市場有著越來越廣泛的應用。螺旋槳飛機不同于渦噴渦扇動力飛機,其拉力由螺旋槳產(chǎn)生,整個動力系統(tǒng)的性能涉及到螺旋槳和發(fā)動機兩部分的性能。因此,需要在飛機設計階段和后期使用階段進行槳發(fā)匹配設計,以提高螺旋槳飛機動力系統(tǒng)的性能。本文主要針對渦槳動力飛機,研究了螺旋槳性能計算方法、渦槳發(fā)動機性能計算方法和基于可用和需用功率的槳發(fā)匹配設計方法,在此基礎上開發(fā)了螺旋槳動力系統(tǒng)槳發(fā)匹配計算程序。利用該計算程序,進行了活塞動力和渦槳動力系統(tǒng)槳發(fā)匹配設計,為螺旋槳動力系統(tǒng)槳發(fā)匹配設計提供了思路。本文研究了基于螺旋槳片條理論的螺旋槳性能計算方法,采用該方法開發(fā)了螺旋槳性能計算程序,并通過試驗算例驗證了程序的正確性。基于熱力學原理對渦槳發(fā)動機熱力計算方法進行了研究,并研究了變比熱計算工質物性參數(shù)的方法。建立了渦槳發(fā)動機各部件性能計算模型,并研究了部件特性曲線縮放法和非對齊數(shù)據(jù)二元插值法。在發(fā)動機共同工作條件基礎上,研究了Newton-Raphson法迭代尋找共同工作點的方法,給出了渦槳發(fā)動機整機性能仿真思路。研究了活塞發(fā)動機和定距槳的槳發(fā)匹配設計原理,提出了采用變距槳下的螺旋槳動力系統(tǒng)槳發(fā)匹配設計思路,研究了螺旋槳性能數(shù)據(jù)插值方法、槳發(fā)匹配設計方法和飛行性能計算方法并進行了算例驗證。針對活塞動力飛機,計算了不同巡航重量下的螺旋槳最佳轉速和不同螺旋槳轉速巡航下的飛機航程和航時,結論如下:在燃油量一定的情況下,選擇最佳螺旋槳轉速可有效提高飛機的航程和航時,提升飛行性能。針對渦槳動力飛機,計算了某型螺旋槳和發(fā)動機性能,并進行飛行剖面的槳發(fā)匹配設計。爬升階段采用發(fā)動機最大狀態(tài)爬升策略,計算了不同螺旋槳轉速爬升下的耗油率、拉力、航程和航時等的變化規(guī)律,結論如下:采用最大轉速爬升能夠較快較經(jīng)濟爬升到預定巡航高度;巡航階段采用基于需用功率的槳發(fā)匹配計算方法,計算了不同飛行重量、不同飛行高度下的最佳螺旋槳轉速及螺旋槳轉速對航程航時的影響,結論如下:不同的飛行重量、飛行高度,最佳螺旋槳轉速會隨之變化;采用最佳螺旋槳轉速巡航可有效提升飛機的巡航性能。
【圖文】：

使螺旋槳的發(fā)展受到影響[1]。70 年代初期，世界石油危機發(fā)生，燃油費用上漲，世界各大航空公司都在尋找低耗油量的航空動力裝置。這樣，低耗油量的航空螺旋槳技術，重新獲得重視，為其發(fā)展提供了一個新的機遇[1]。目前國外性能較為優(yōu)越的軍用螺旋槳飛機有：美國 E-2C“鷹眼”預警機、俄烏聯(lián)合研制的安-70 大型運輸機、美國 MQ-9“捕食者”無人機（如圖 1.1（a））以及歐洲 7 國聯(lián)合研制的 A-400M 軍用中程運輸機(如圖 1.1（b）)等。民用客機有：法意聯(lián)合研制的 ATR-72（如圖 1.1（c））,巴西龐巴迪 Q-400 等。我國螺旋槳飛機研制技術自上世紀 60 年代以來已經(jīng)取得了很大進步，，渦槳運輸機有運七、運八等，渦槳客機有研制成功的“新舟”600 支線客機（如圖 1.1（d））和在研制的“新舟”700 支線客機等。（a） MQ-9 （b） 歐洲A-400M

螺旋槳幾何模型數(shù)據(jù)存儲格式
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V228

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本文編號：2594001