机库门开合对舰载直升机着舰域流场的影响研究

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1、第47卷第2期2015年4月南京航JournalofNanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2015．02．004空航天大学UniversityofAeronautics学报&AstronauticsV01．47No．2Apr．2015机库门开合对舰载直升机着舰域流场的影响研究黄斌徐国华史勇杰(南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京，210016)摘要：建立了一个基于纳维一斯托克斯(Navier-Stokes，N_S)方程的舰载直升机着舰域流场的分析方法。该方

2、法可有效地用于分析着舰城旋翼／机身／舰船之间的相互干扰。在该方法中，空间方向上使用二阶迎风格式进行离散；求解方式采用“压力一速度耦合”方式；网格上运用自适应切割俸网格进行划分；旋吴使用动量源模型；不规则海风运动以边界条件形式添加到整个着舰域流场的计算中。应用建立的方法，以孤立舰船漉场和旋翼／机身组合流场分别作为算倒，进行试验值与计算值的对比并验证了方法的有效性。在此基础上，开展了旋翼下洗流与舰船机库尾流耦合干扰特性的研究。结果表明：机库尾流漩涡的影响区域沿甲板长度方向约为机库高度的3倍；从空气动力学

3、角度分析，打开机库门更有利于直升机安全着舰；直升机着舰过程中，旋翼拉力先减小后增大，机身阻力先减小而后变为负值。关键词：舰栽直升机；动量源；机库门；流场中图分类号：V211．52文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)02—0198-07ResearchonInfluenceofHangarDoorOpeningandClosingonLandingFlowfieldforShipborneHelicoptersHuangBin，XuGuohua，ShiYongjie(StateKey

4、LaboratoryofHelicopterRotorcraftAeromechanics，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics。Naniing，210016，China)Abstract：Ananalyticalmethodisdevelopedforcomputingshipbornehelicopter’SlandingflowfieldbasedonsteadyNavier—Stokesequations，whichcaneffectivel

5、ybeusedtOanalyzetheflowfieldinterae—tionamongrotor，fuselageandshipduringlanding．Inthemethod，thesecond—orderupwindschemeisemployedinthespatialdiscretization，andapressure-velocitycouplingmethodisselectedinthesolu—tion．Theadaptivetrimmedgridgenerationmeth

6、odisusedtogeneratethecomputationalregions，andtherotorisreplacedbyamomentum—sourceitem．Aboundaryconditionisaddedintothecalculationoflandingflowfieldtodescribetheirregularseawindmotion．Inordertoverifythedevelopedmethod，anisolatedshipandaninteractionbetwe

7、enrotorandfuselagearetakenasexamples，andthecalculatedval—uesarecomparedwiththeavailableexperimentaldata．Then，thecoupledinteractionbetweenrotordownwashandtheshipflowfieldisdeeplyanalyzed．Resultsshowthattheinfluenceofhangarwakevor—texalongdecklengthdirec

8、tionisaboutthreetimestheheightofhangar．Openingthehangardoorissa—ferforthelandingprocessofhelicopterfromtheperspectiveofaerodynamics．Thebladetensiondecrea—sesfirstthenincreasesandthebodyresistancedecreasesatfirstandfinallybecomesnegative