三维桨尖旋翼桨叶表面压力测量试验

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1、第43卷第3期2011年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．43No．3Jun．2011三维桨尖旋翼桨叶表面压力测量试验林永峰刘平安陈文轩陈雪松黄水林(中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室，景德镇，333001)摘要：研制了三雏菜尖(抛物线后掠下反菜尖)4m直径模型旋翼，并在旋翼试验台和大型低速风洞中完成了谊模型旋翼的气动特性试验。采用了新的桨叶表面压力传感嚣布埋技术，有效地开展了三维巢尖旋翼巢叶表面非定

2、常压力测量风洞试验。试验结果表明，下反桨尖的压力系数随方位角变化幅值比非下反菜尖的小，桨尖下反可以减弱桨一涡干扰，且随前进比增大，压力系数的峰值也增大。关键词：直升机f旋翼；三雏桨尖f压力测量中图分类号：V211．52文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)03—0346．05MeasurementofBladePressureDistributionforThree—DimensionalBladeTipLinYongfeng，LiuPingan，ChenWenxuan，ChenXuesong，H

3、uangShuilin(ScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechanicsLaboratory，ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen，333001。China)Abstract：Amodelrotorwithsweptbackparabolicanhedraltipisdesignedandtestedbothinrotortestrigandlowspeedwind—tunnel．Theroto

4、rbladepressureissurveyedbyanewlayingtechnologyforpressuresensors．Asaresult，theextentofrotorbladepressureforanhedraltipislowerthanthatofnon—anhedraltipandgrowshigherwiththeincreaseofforwardvelocity．Thenewtypeanhedraltipalsomayweakenthebladevortexintercation(BV

5、I)onacertainextent．Keywords：helicopter；rotor；three-dimensionalbladetip；pressuremeasure直升机旋翼桨尖形状的改变会导致桨尖涡强度和运动轨迹的变化，从而影响桨叶表面压力分布以及旋翼性能。因此，采用合适的桨尖形状，能有效地改进旋翼的气动性能h-2]。早期的桨尖形状一般都为矩形，自20世纪70年代以来，由于复合材料桨叶的出现，使桨尖形状的变化成为可能，于是美、英、法、德和俄国先后开始了各自的旋翼桨尖形状的研究r3{】。英国研制的BERP

6、桨尖应用于“山猫”直升机，于1986年创造了400．87km／h的世界直升机速度记录[6]。近年来，桨尖形状又向三维变化(下反桨尖)发展。下反桨尖可拉开先行桨叶的桨尖涡与后继桨叶相遇距离，有利于减弱旋翼涡～桨干扰，对后掠加下反桨尖的研究表明，这种组合桨尖在前飞时更为有利[7]。欧洲的法国和德国在三维桨尖的理论分析和试验方面也开展了许多研究工作[7’9]，德国还在三维桨尖的气动机理方面开展了流场显示和表面测压试验研究。日本的Murashige采用ATIC模型旋翼在德国一荷兰风洞开展了气动特性和噪声试验[9]，包括桨

7、叶动态压力测量，研究桨尖对噪声和性能的影响。国内对旋翼桨尖形状进行了初步研究，开展了三维桨尖对旋翼气动特性影响的试验研究[10-111。旋翼桨叶表面压力是非定常的，同时模型旋翼桨叶的尺寸较小，且高速旋转，这都给桨叶表面的收稿日期；2010—12—02；修订日期：2011—04—07通讯作者：林永峰，男，研究员，1965年生，E-mail；6021yf@sina．ca。第3期林永峰，等：三维桨尖旋翼桨叶表面压力测量试验947动态压力测量带来了难度。本文采用新的压力传感器布埋技术，针对所研制的抛物线后掠、抛物线后掠加

8、下反桨尖的两副4m直径的旋翼模型，有效地开展了桨叶表面压力测量风洞试验研究。1试验模型研制及试验设备1．1试验模型研制豆压力传盛毒布置横型旋翼桨叶的桨尖形状为抛物线后掠和抛物线后掠加下反(图”．表1给出了该新型桨尖模型旋翼的基本参数。一(却模型旋翼试验台0)低速风洞图1三维桨尖模型旋翼厦试验设备寰1曩量旋■基本参数i西藏——面F_T—五函瓦—丽曼了恳巷在传感器布置粘贴方面