螺旋桨与发动机短舱/进气道的气动影响研究

摘要

本文采用螺旋桨、桨毂、短舱和进气道一体化设计，针对该组合体构型进行了数值分析，随后对一款变距六叶桨和相同型线的短舱/进气道进行了数值模拟。为涡桨飞机短舱/进气道设计提供了一定的技术参考。首先，对该定距二叶螺旋桨进行了数值模拟。研究了不同进距比、来流速度和相同转速下以及不同攻角下的气动性能。结果表明在研究范围内进距比一定时，螺旋桨力学性能随着来流速度的升高而提升，效率先升后降。带攻角时，螺旋桨将产生非对称拉力。其次，对带短舱/进气道的螺旋桨构型进行数值模拟。对比了有无短舱的螺旋桨性能变化。分析了短舱在进气道保持通流状态、不同螺旋桨工况及攻角下的整体静压分布情况，并截取若干截面分析了其沿程静压系数分布。然后，研究了不同进气道出口速度和来流速度对进气道气动交互界面性能的影响。研究表明，对当前采用的短舱/进气道型面，总压恢复系数随出口马赫数的变化取决于进气道所处的状态。最后，采用相同的桨毂和外罩型线,对一款变距六叶螺旋桨和短舱/进气道组合体构型进行了模拟，研究了其螺旋桨、短舱以及进气道的气动特征。研究显示，该组合体构型的短舱外罩在巡航状态能保持较好的外罩吸力。在起飞状态，进气道下游的抽吸使得总压恢复系数降低，而巡航状态的抽吸使总压恢复系数升高。

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注释表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

第二章 数值计算方法

2.1 引言

2.2 数值计算软件

2.3 控制方程及湍流模型的选取

第三章 二叶桨/桨毂（轴）流场计算及结果分析

3.1 螺旋桨点云数据采集

3.2 数值计算

3.3 计算状态设定

3.4计算结果分析

3.5 小结

第四章 二叶桨和短舱/进气道流场计算及结果分析

4.1 桨毂与短舱外型面设计

4.2 数值计算设置

4.3 螺旋桨性能变化分析

4.4 短舱外罩压力分析

4.5 带攻角的计算状态分析

4.6 小结

第五章 进气道性能及流场分析

5.1 计算设定与计算结果汇总

5.2 进气道内部计算结果分析

5.3 小结

第六章 六叶桨和短舱/进气道流场计算及结果分析

6.1计算设定

6.2计算结果分析

6.3小结

第七章 总结与展望

7.1工作总结

7.2工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录一 二叶桨0.7R叶素气动特性