共轴式涵道无人机双桨布局气动特性研究

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1、第34卷第1期计算机仿真2017年1月文章编号：1006—9348(2017)01—0300—0544-，、轴式涵道无人机双桨布局气动特性研究杜雄春1，蒋炳炎1’2，阳衡1，庄超玮2(1．中南大学高性能复杂制造国家重点实验室，湖南长沙410083；2．中南大学航空航天学院，湖南长沙410083)摘要：涵道双桨布局不合理会加剧气流逸散，导致无人机升力不足，严重影响飞行性能。为了优化双桨布局，提高无人机气动性能。选择RNGk-e湍流模型，在Fluent软件中采用SIMPLE算法研究了共轴式涵道无人机双桨

2、的布局方式对气动性能的影响。结果表明。双桨桨距增大可以提升双桨升力，但桨距过大时双桨靠近涵道进出13，造成人13吸流损失和出13尾流逸散，影响性能降低；固定桨距下桨出口方向移动时，升力呈先增大后减小的趋势，上桨位置变化对升力的影响可以忽略。结果表明通过分析不同布局参数对无人机气动性能的影响．可为气动特性优化设计提供了参考。关键词：共轴双桨；涵道式无人机；气动特性；双桨布局；仿真分析中图分类号：V271．4文献标识码：BStudyonAerodynamicCharacteristicsofDouble

3、——ScrewArrangementinCoaxialDuctedFanUAVDUXiong—chunl，JIANGBing—yanl”，YANGHeng1，ZHUANGChao—wei2(1．StateKeyLaboratoryforHighPerformanceComplexManufacturing，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China；2．SchoolofAeronauticsandAstronautics，CentralSouth

4、University，ChangshaHunan410083，China)ABSTRACT：Irrationaldouble-propellersarrangementincoaxialductedfanUAVwillintensifyairflow’Sescape，re-suitingininsufficientliftofUAVsandseriouseffectonitsflightperformance．Inordertooptimizethelayoutofpro—pellers，impro

5、veaerodynamicperformanceofUAV，theandselectRNGk-eturbulencemodel，theCFDsimulationanalysisiscarriedoutinviewoftwo-bladedlayout’Seffectonaerodynamicperformanceofthecoaxialtwin—screwductedfanUAVbasedonfluentsoftwarebyusingSIMPLEalgorithm．Itisfoundthatincre

6、aseingpropellerseparationspaceCallimprovetheliftprovidedbyuppropelleranddownpropeller，butwhenthespaceistoolarge，propellersareclosetoductedimportandexport，whichcausesthesuctioninletairflowlossandoutletairflowescape，affectsitsperformance．Whenthespaceisfi

7、xedandthedownpropellermovestowardtheductedoutlet，theliftforceincreasesandthendecreases，andeffectofchangeinuppropellerpositionofliftforceCanbeignored．Byanalyzingtheinflu-enceofdifferentparametersonthelayoutoftheUAVaerodynamicperformance，itCanproviderefe

8、renceforstructuraloptimizationdesign．KEYWORDS：Coaxialtwin—screw；DuctedfanUAV；Studyonaerodynamiccharacteristics；Double—screwarrange-ment；Simulationanalysis1引言涵道风扇无人机起源于20世纪中期，美国的Piasecki公司提出了涵道风扇无人机的构想，受电子控制技术的限制，只将其用于直升机尾桨来抵消反扭矩以及控制偏航。2