傾轉(zhuǎn)旋翼機是當前旋翼飛行器研究的熱點,但有關艦載傾轉(zhuǎn)旋翼機著艦域耦合流場的研究還很少。以兩棲攻擊艦(LHA)和V-22"魚鷹"傾轉(zhuǎn)旋翼機為研究對象,基于雷諾平均Navier-Stokes(RANS)方程和SST k-ω湍流模型對艦載傾轉(zhuǎn)旋翼機著艦域耦合流場進行數(shù)值模擬研究,并探討了不同著艦高度時機/艦耦合流場的相互作用。結果表明:傾轉(zhuǎn)旋翼尾流會與艦船脫落渦、甲板舷渦以及艦島艉渦發(fā)生較強的"渦-渦干擾"現(xiàn)象,加大了耦合流場的湍流強度;艦船流場的低頻非穩(wěn)態(tài)特征會導致旋翼槳盤氣動載荷發(fā)生顯著的波動,不利于飛行操縱;垂直降落過程中,艦船甲板會形成"前低后高"的壓力分布特征,傾轉(zhuǎn)旋翼RMS氣動載荷值也會明顯增加,降低了著艦安全性,且右旋翼RMS氣動載荷值比左旋翼平均大一倍以上,這也表明右旋翼面臨著更加嚴峻的氣動環(huán)境。

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【部分圖文】：

圖1計算模型

本文以1∶48縮比的LHA艦船和V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機為研究對象,具體尺寸見文獻[7-8]。首先,為了方便網(wǎng)格劃分對計算模型進行適當?shù)暮喕?LHA艦船忽略了艦島上方無線電桅桿和雷達天線等較小特征,V-22傾轉(zhuǎn)旋翼機則忽略發(fā)動機短艙等帶來的影響,如圖1所示。傾轉(zhuǎn)旋翼采用動量源方法進行模....

圖2艦載傾轉(zhuǎn)旋翼機著艦流場網(wǎng)格劃分示意圖

為了保證艦船流場的求解精度,同時兼顧計算效率,本文采用切割體網(wǎng)格進行網(wǎng)格劃分。如圖2所示,計算區(qū)域設置為10L×8L×8L(L為艦船的特征長度)的長方體,在艦船甲板上方和傾轉(zhuǎn)旋翼機附近進行網(wǎng)格加密設置,以加強對流場細節(jié)的捕捉,網(wǎng)格總數(shù)約為800萬。在0°風向角下,計算域入口設置為....

圖3LHA艦船模型著艦點位置分布圖

由于缺少機艦耦合流場的相關試驗數(shù)據(jù),本節(jié)分別從孤立LHA艦船和ROBIN機身旋翼進行數(shù)值模擬方法的算例驗證。在該數(shù)值計算中,x方向為船艏指向船艉,y方向為左舷指向右舷,z方向垂直向上。來流速度為6.858m/s,時間步長取0.001s。求解時間設置為2.5s。LHA艦船著艦....

圖40°風向角下不同截面處速度標量云圖對比

圖4為這4個截面處的速度標量計算結果與風洞試驗[10]的對比�？梢钥闯�,這4個截面處的速度梯度空間分布計算結果與試驗值吻合較好。同時在著艦點2和7的甲板上方0.13m高度處設置監(jiān)測點,并與文獻[10]中的試驗值和計算值進行對比,結果如圖5所示。圖中,橫坐標為y向坐標與甲板寬度l....

本文編號：3905767