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1、第25卷第2期航空动力学报Vol.25No.22010年2月JournalofAerospacePowerFeb.2010文章编号:10008055(2010)02037905航空二冲程活塞发动机与定距螺旋桨的匹配研究唐梓杰,丁水汀,杜发荣,韩树军,张奇,张万兵(北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191)摘要:以长航时无人机的工作特点为基础,结合二冲程发动机的功率输出特性和定距螺旋桨的功率吸收特性,以及发动机的外特性曲线和螺旋桨的推进特性曲线,得出了在地面飞行状态下二冲程活塞发动机匹配定距螺旋桨所采用的方法,并通过为某型二冲程发动机匹配最优定距螺旋桨的试验,证明
2、了该方法可以应用于在地面及低空状态下,为已知发动机匹配合适的定距螺旋桨.关键词:二冲程活塞发动机;定距螺旋桨;匹配;外特性曲线;螺旋桨特性曲线中图分类号:V23171文献标识码:AMethodformatchoftwostrokepistonengineandsetpropellerTANGZijie,DINGShuiting,DUFarong,HANShujun,ZHANGQi,ZHANGWanbing(SchoolofTransportationScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandA
3、stronautics,Beijing100191,China)Abstract:BasedontheworkingcharacteristicsofthelongenduranceUAV(unmannedaerialvehicle),andincombinationwiththepoweroutputcharacteristicsoftheengineandthepowerabsorptioncharacteristicsofthesetpropeller,aswellasexternalcharacteristiccurveoftheengineandpropellingchara
4、cteristiccurveofthepropellers,themethodformatchingofsetpropellerofthetwostrokepistonengineswaspresented.Thisindcatesthatthismethodcanbeemployedpracticallytoselectmostsuitablesetpropellerforonetwostrokeengineundertheconditionsofgroundandlowaltitude.Keywords:twostrokepistonengine;setpropeller;ma
5、tch;externalcharacteristiccurve;propellercharacteristiccurve随着无人机应用范围的扩展,对无人机发动螺旋桨可分为定距螺旋桨和恒速螺旋桨.对机性能的要求也越来越高.对于小型航空用活塞于小型的活塞发动机来说,定距螺旋桨具有成本式发动机,要求具有体积小、升功率高、结构简单、低,结构简单的特点,所以被广泛采用.螺旋桨桨使用维护方便等特性.特别是随着科技的发展,对距是指螺旋桨在不打滑和效率不损失的情况下,于无人机能够进行长航时工作的要求越来越高.每转动一圈向前移动的距离.桨距与桨叶角(桨叶[3]由于无人机对速度的要求不是很苛刻,所以普遍
6、弦线与螺旋桨旋转面的夹角)互成比例.选择螺旋桨作为推进方式,而螺旋桨所特有的低要实现配备螺旋桨的活塞发动机的飞行器能油耗等特点又满足了航空无人机本身对动力系统够进行长时间巡航,可以采用两种途径:一是发动[12]的要求.机本身技术的提高,降低单位时间燃油消耗量,二收稿日期:20091119;修订日期:20091209作者简介:唐梓杰(1981-),男,四川中江人,博士生,研究方向:小型航空二冲程活塞发动机设计.Email:tzjgyj@gmail.com380航空动力学报第25卷是找到与发动机匹配最佳的螺旋桨,使发动机在利用现有的商业软件,在确定了发动机的基保证功率输
7、出的情况下工作在较为经济的状态.本设计参数后,可以计算出发动机的各项性能指所以,在主机选定的前提下,合理选择发动机的工标和经济指标,如扭矩、功率、耗油量等.作点,并做到发动机与螺旋桨的合理匹配就显得对于作为长航时无人机的动力单元来说,发[47]至关重要.动机绝大部分时间在稳定工况下运行,负荷率较高,一般标定为12h功率.对于小型二冲程活塞1理论分析发动机,取最高转速的90%的工况点,此时输出对于作为无人机动力单元的发动机,最重要
