高速直升机旋翼反流区桨叶剖面翼型气动特性CFD分析.pdf

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1、总第182期2015年第1期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．182No．12015文章编号：1673—1220(2015)01-001-05高速直升机旋翼反流区桨叶剖面翼型气动特性CFD分析袁明川1，杨永飞，林永峰(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)摘要随着直升机飞行速度的提升，旋翼的反流区域逐渐增大。以某直升机旋翼模型为例，利用CFD方法对旋翼反流区桨叶不同剖面翼型的气动特性进行了分析，得到旋翼桨叶不同剖面翼型的气动力、压力系数和周围流场变化情况，对它们的流动机理进行了简

2、单的探究。通过对比分析，得到了反流区桨叶剖面气动特性的一些规律。同时初步研究了翼型后缘钝化处理对改善反流特性的影响。关键词高速直升机；反流区；翼型；CFD；后缘钝化中图分类号：V211．52文献标识码：ACFDAnalysisonAerodynamicCharacteristicsofBladeProfilesinReverseFlowRegionofHighSpeedHelicopterRotorYUANMingchuan，YANGYongfei，LINGYongfeng(ScienceandTechnologyonRotorcraftAe

3、romechanicsLaboratory，CHRDI，Jingdezhen333001，China)AbstractThereverseflowregionofrotorexpandswhilethespeedofhelicopterincreases．Takingahelicoptermodelrotorasexample，theaerodynamiccharacteristicsofreverseflowregionwasre-searchedinCFDsimulatingmethod．Thesimulationobtainedaero

4、dynamicforces，pressurecoeffi-cientsandflowfieldsofdifferentprofilesoftherotorblade，thefluidprinciplewasinvestigated．Thegeneraltrendswerefoundfortheaerodynamiccharacteristicsoftheseprofilesinreverseflowregionaftercomprehensivecomparisonsandanalysis．Simuhaneously，apreliminary

5、researchonusingblunttrailingedgetoimprovetheaerodynamiccharacteristicsofaerofoilinreverseflowconditionhasinvestigated．Keywordshigh—speedhelicopter；reverseflowregion；aerofoil；CFD；blunttrailingedge收稿日期：2014—08—29基金项目：863项目一先进直升机技术(课题编号：2012AAI12201)。作者简介：袁明川(1988一)，男，河南南阳人，硕士

6、，助理工程师，研究方向：直升机空气动力学。·2·直升机技术总第182期0引言直升机在以一定的前进比“进行前飞时，由于来流的叠加作用，旋翼前行桨叶区域(相位角砂=0。一900一1800)和后行桨叶区域(相位角沙=1800一270。一3600)相对气流速度不对称。在后行桨叶区域相对半径r小于肛Rsinll0I一段桨叶会出现相对气流从后缘吹向前缘的现象，存在这种现象的区域称为“反流区”。在反流区内桨叶的气动效率低，有严重的流动分离现象，容易发生失速，桨叶各个剖面的迎角、升力、阻力、俯仰力矩特性和反流区外存在明显差别。如何提高飞行速度一直是直升机领域

7、致力研究的课题，由常规直升机加装推进装置所形成的复合式高速直升机¨剖被认为是未来提高直升机飞行速度的有效途径之一。20世纪70年代，美国西科斯基公司研制了XH一59A复合式高速直升机，它采用ABC旋翼系统【4刮(共轴反向旋转的刚性无铰式旋翼，采用前行桨叶升力偏置抵消旋翼滚转力矩，从而解决后行桨叶失速的问题)，在机身两侧安装辅助推力装置，最大飞行速度可以达到488Km／h。为了进一步发展ABC旋翼概念，以及寻找XH一59A直升机所遇到问题的解决途径，西科斯基公司于2004年开始设计x2技术验证机，设计飞行速度为520Km／h。旋翼反流区面积增大

8、是高速直升机的一个重要特征，对于旋翼反流区的研究工作在近些年来越来越受到人们的重视。美国西科斯基公司在X2技术验证机的研制过程中将反流区桨叶剖面设计成带钝形后缘的纺