纵列式直升机双旋翼流场及性能试验

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1、第43卷第3期2011年6月南京航JournalofNanjing空航天大学学报UniversityofAeronautics＆Astronautics纵列式直升机双旋翼流场及性能试验黄水林1林永峰1黄建萍1招启军2李明(1．中国直升机设计研究所旋翼动力学重点实验室，景德镇，333001；2．南京航空航天大学直升机旋翼动力学重点实验室，南京，210016)V01．43No．3Jun．2011摘要：通过加装一台套单旋翼试验台，与原有的单旋翼试验台组成了双旋翼试验台。基于测力天平和PIV技术，通过改变前后两旋翼的水

2、平和轴向闻距，测量了纵列式双旋翼不同气动布局干扰状态下的流场特性和旋翼性能，并与单旋翼情况进行了比较。分别给出了悬停和前飞状态下的旋翼速度场和涡量场分布，对比了不同纵向和轴向间距对双旋翼性能的影响。结果表明：悬停时，后旋翼性能扣单旋翼基本一致；前飞时，后旋翼性能比单旋翼差，且随前进比的增加，后旋翼性能与单旋翼性能的差距会更大。关键词：直升机；旋翼；纵列式；流场中图分类号：V211．53文献标识码：A文章编号：1005—2615(2011)03—0363—06ExperimentalInVestigationso

3、nFlowFieldandPerformanceofTandemRotorsHuangShuilinl，LinYongfen91，HuangJianpin91，ZhaoQijun2，LiMin91(1．ScienceandTechnologyonRotorcraftAeromechaniesLaboratory，ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen，333001，China；2．ScienceandTechnologyonRotorc

4、raftAeromechanicsLaboratory，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Atwin—rotortestrigisassembledbyequippinganothertestrig．UsingthebalanceandPIVtechnique，experimentalinvestigationsontheflowfieldandperformanceoftandemmodelrot

5、orsareconductedbyalteringthelongitudinalandaxialdistancebetweenthetwinrotors．Furthermore，compar-isonsoftheflowfieldandperformancebetweentandemrotorandasinglerotorarecarriedout．Theflowfieldandvorticesofmodelrotorbothinhoveringandinforwardflightareshown，andthe

6、effectsofdifferentlongitudinalandaxialdistancesbetweenthetwinmodelrotorsontheirperformancearetom—pared．Asaresult，theperformanceofrearrotorissimilarwiththatofsinglerotorinhovering，whileitisslightlyworsethanthatofsinglerotorinforwardflight．Anditbecomesworseand

7、worsewiththein—creaseoftheadvanceratio．Keywords：helicopter；rotor；tandem；flowfield直升机是低人流的飞行器，其旋翼桨叶拖出的形状畸变和螺旋发展的桨尖涡，直至下游很远处才会散去，导致旋翼更多地受到自身尾流的影响[1]。对于一前一后分布的纵列式直升机双旋翼来说，两旋翼还存在相互干扰的影响。特别是前飞时，尾迹向后倾斜，后旋翼可直接处在前旋翼的尾流之中，使得后旋翼的流场分布变得更为复杂，而前旋翼一定程度上也受后旋翼的诱导干扰影响。这些都增加了

8、双旋翼气动干扰计算的难度，因此开展纵列式双旋翼流场及性能的试验研究具有重要意义。纵列式双旋翼气动干扰特性与双旋翼的纵向布局、重叠面积、旋转平面的垂向间距等密切相关。先前的研究工作[2。3]表明，与单旋翼相比，后旋翼(上旋翼)受干扰影响严重，而前旋翼受影响较小，收稿日期：2010—11—16；修订日期：2011—03—22通讯作者：黄水林，男，工程师，1978年生，E-mail：602h