近年来,环境问题倍受关注,节能高效、性能优良的螺旋桨动力系统需求增大,高效低油耗的对转桨扇成为研究的热点。本文采用数值仿真及风洞实验验证相结合的方法,对一种8叶的对转桨扇进行了设计优化和气动性能研究。首先,对前后叶片数都为8叶的对转桨扇进行了定常数值仿真,对比了对转桨扇的气动性能随进距比、前后级桨距、级间距和桨扇直径等几何参数的变化情况。结果表明,前后级相对桨距的变化对对转桨扇的性能影响比较明显;级间距的变化对对转桨扇的性能影响不大;相比于原尺寸桨扇,直径越小,对转桨扇整体的性能下降越明显。在对转桨扇几何参数对其性能影响的基础上深入地研究了对转桨扇在不同几何参数条件下级间气动干涉规律。分别研究了设计状态下对转桨扇随进距比、前后桨扇桨距和级间距等几何参数对对转桨扇不同位置处的轴向速度、径向速度和轴向速度的影响。结果表明,后级桨距的改变,对对转桨扇前桨桨前位置的轴向、径向和周向速度影响不大,对级间位置和后桨桨后位置的三个速度分量影响较大;前桨桨距的改变对不同位置处的三个速度分量影响都很大;级间距的改变对级间位置的径向速度影响较大,对其他位置的速度影响不大。然后,对对转桨扇模型进行了优化设计,加工了缩比实验模型,详细介绍了各个实验模型部件及安装步骤。接着介绍了风洞试验测量系统,对风洞风速和电机转速进行了标定,还对试验模型的安装进行了校对,保证了试验结果的可靠性。最后,对单个桨扇和对转桨扇进行了风洞实验,测量了单排桨扇和对转桨扇在不同来流速度和转速下的拉力和扭矩,对比了来流速度为70m/s时优化后桨扇的实验数据和仿真数据,仿真结果和实验结果吻合良好。还测量了中轴面上方的流场,分析了单个桨扇和对转桨扇的拉力和扭矩随来不同流速度和进距比的变化情况和桨后流场变化情况。