共轴双旋翼桨毂减阻初步分析研究

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1、总第181期2014年第4期直升机技术砌￡UCOIyIER7rECHNIQUE7I'0talNo．181No．42014文章编号：1673—1220(2014)04旬14旬5共轴双旋翼桨毂减阻初步分析研究曾伟，林永峰，黄水林，刘平安(中国直升机设计研究所直升机旋翼动力学重点实验室，江西景德镇333001)摘要基于cFD方法对不同构型的共轴刚性双旋翼桨毂阻力特性进行了对比分析研究，得出了桨毂气动阻力随不同曲线构型桨毂整流罩和不同构型连接轴整流罩的变化规律，建立了共轴双旋翼桨毂气动减阻方法。分析结果表明：构型3(钝椭圆+翼型形状)的桨毂阻力比构型2(钝椭圆+圆

2、柱形)的桨毂阻力减小19％，构形3(钝椭圆+翼型形状)桨毂阻力比构型1(尖椭圆+圆柱形)桨毂阻力减小30％，构型3(钝椭圆+翼型形状)为最佳减阻构型。关键词直升机；共轴旋翼；桨毂；阻力特性中图分类号：v211．52文献标识码：APreH“mryAnalyticalStudyonDragReductionofCoa】

3、【ialRotorsHubZENGWei，uNYon出ng，HUANGShuilin，LIUPingan(Science蛐dTechnologyonRotorcraftAeromech锄icsLaboratory，cHRDI，Jingdez}I

4、en，333001，clIina)AbstractBasedonCFDmetllod，thehubdragcharacteristicsofthreedi妇ferentconfigurationsofcoaxialri鲥rotorswereanalyzed．r11leV耐撕onofhubaemdyn锄icdragwithd证erentcoIlfigura—tions0fhub蹦ringsandc锄beredgeometriesw鸽presented肌dtllemethodforhubae州)rIl锄icdragreductionofcoa)(ialri西d

5、mtorwaSdeVel叩ed．TheanalyticalresultsshowedtllattllehubdragofcoIlfiguration3(blunteUipse+ai而ilsh印e)w鹪reduced19％compared试thconfiguration2(blunteUipse+columnsh印e)，asweUas30％comparedwithconfigumtion1(sharpeUipse+col—umnsh印e)．r11leconfiguration3(bluntempse+ai而ilsh印e)wast}leoptimumonefo

6、rhubdragreduction．Keywo“bhelicopter；coa)【ialrotor；hub；dragcharacteristicso引言霁嘉翟雾葶僦翼譬篡端窆兰嘉近年来，飞行速度快同时又具有垂直起降和空是大幅提高了直升机的升阻比。常规单旋翼直升机中悬停能力的飞行器，是人们不断研究的目标。美中裸露桨毂产生的阻力占全机阻力的25％一30％。收稿日期：2014一09—0l基金项目：本文由863项目一先进直升机技术(课题编号：2012从112201)资助。作者简介：曾伟(1985一)：男，江西南昌人，硕士，工程师，研究方向：直升机空气动力学。201

7、4年第4期曾伟，林永峰，黄水林，等：共轴双旋翼桨毂减阻初步分析研究‘15·共轴双旋翼直升机由于多了一个桨毂和连接轴，产生的阻力更大，大约占全机阻力的50％。在高速飞行时，大阻力产生巨大功率消耗，大约45％的功率用于克服桨毂阻力，因此为了提高功率使用效率，进一步增大直升机飞行速度，开展刚性旋翼桨毂气动减阻研究势在必行。国外开展了一些针对旋翼桨毂减阻的研究工作。Yo吼g等人开展了不同桨毂整流罩和不同曲线构型桨毂(桨毂不旋转)组合风洞试验¨引，试验结果表明，通过合理选择整流罩装置，与基本构型相比，桨毂阻力可以降低多达70％。在相关问题研究中，还有人考虑了旋翼桨毂

8、尾迹与尾桨的非定常干扰问题口j。针对共轴双旋翼的桨毂减阻，在xH一59上开展过。B血nE．wake等人利用经试验验证的CFD方法为)(2技术验证机设计了一个新低阻桨毂，并进行吹风验证【4J。同时，鉴于共轴双旋翼桨毂阻力对高速飞行器的重要影响，国外还针对ABC旋翼桨毂开展了一项风洞试验”J。国内针对共轴刚性双旋翼桨毂，李文浩采用翼型形状的桨毂连接轴整流罩有效提高了空气流动品质，减小连接轴后部的气流分离旧1。本文开展了三种不同构型的共轴刚性旋翼桨毂的气动阻力特性研究，不考虑旋翼下洗流对桨毂的干扰和桨毂与机身之间的相互干扰，利用CFD方法进行建模、计算分析，摸索

9、了刚性旋翼桨毂气动阻力随不同曲线构型桨毂整流罩和不同构型连接轴整流