倾转旋翼飞行器旋翼/机翼/机身气动干扰计算

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本文计算了倾转旋翼飞行器悬停状态和过渡飞行状态的旋翼/机翼/短翼/机身之间的气动干扰和气动特性,分析了其特点,并进行了初步的试验验证。本文首先根据研究对象建立了计算倾转旋翼飞行器气动特性/气动干扰的数学模型,给出了基本控制方程,对控制方程进行了离散和线性化;随后,为了适合进行CFD软件计算,建立了倾转旋翼机的几何模型,并对旋翼模型作了适当简化,引入了自定义函数,对计算域进行了网格生成;接着使用了CFD软件分别计算了悬停状态和过渡飞行状态的气动干扰/气动特性。最后,对旋翼/机翼/短翼组合模型的计算结果和实验结果进行了初步的比较,结果表明吻合程度较好。通过计算发现,在悬停状态,模型的机翼、短翼和机身中段的上表面出现明显的静压增大区域。旋翼对模型的向下载荷约为旋翼拉力的14%。在过渡飞行状态,机翼上表面的静压增大区域在过渡到飞机模式后消失,样机模型在整个过渡飞行中全机升力与旋翼拉力在垂直方向分量的合力大于自身重力,变化趋势平缓。说明模型在现有的设计参数下可以满足从悬停状态到飞机状态的升力需求,并且受力变化比较平稳。
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