基于对飞行员工效影响的旋翼螺旋桨流动及噪声分析

发布时间：2021-07-06 16:15

　　倾转旋翼飞机的主要噪声来源于螺旋桨,而噪声对飞行员工效具有非常大的影响。在分析噪声对飞行员工效影响的基础上,使用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）方法对优化设计的旋翼螺旋桨流场进行计算分析。通过数值计算得到旋翼螺旋桨的拉力特性、功率特性等气动性能参数。螺旋桨的拉力系数C_T、功率系数C_P都随着进速比J的增大而减小,螺旋桨的推进效率随着进速比的增大,先增大后减小,在设计点附近,螺旋桨推进效率达到0.87以上。采用Lowson方法对螺旋桨的辐射噪声进行初步分析,随着螺旋桨转速的提高,各方位总声压级指向性一致,并有所提高。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(20)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

V22(鱼鹰)悬停及巡航状态

采用动量-叶素理论(momentum-blade element theory,MBET)对某倾转旋翼飞机的螺旋桨进行了优化设计,该螺旋桨具有3片桨叶,直径2.7 m,桨毂直径为0.3 m,设计巡航拉力为600 N。螺旋桨几何模型如图2所示。为了后续讨论计算结果方便,下面给出各参数的主要公式。

计算中使用了Pointwise软件划分的非结构化网格,图3显示了螺旋桨的表面网格、单个桨叶网格及整体计算域网格,节点总数为187×104,单元总数为368×104。桨叶壁面的y+在10以内。计算域为包含整个螺旋桨的圆柱区域,圆柱计算域的直径为螺旋桨直径的10倍,长度为螺旋桨直径的15倍,从而保证计算域的边界足够大,利于计算收敛,并尽量减小对螺旋桨气动性能计算的不利影响。计算域分为两个部分,内部为带有螺旋桨的旋转区域,外部为非旋转的固定外场区域。计算使用CFX软件的多重参考坐标系方法(multiple reference frame,MRF)进行,旋转区域与非旋转区域间设置interface,进行数据的插值交换。空间离散格式均采用高精度格式(high resolution),湍流模型使用shear stress transport模型。

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋桨气动噪声数值模拟和实验研究[J]. 艾延廷,王腾飞,王志,杨健.  机械设计与制造. 2018(11)
[2]一种倾转旋翼无人机螺旋桨的设计及性能分析[J]. 吴江,刘远强,高峰,佟胜喜.  沈阳航空航天大学学报. 2018(03)
[3]直升机飞行员与歼击机飞行员听力比较[J]. 吴卓娟,张玲,徐先荣,何萍,翟丽红.  解放军医学院学报. 2015(01)
[4]噪声对海航飞行员心血管和神经系统的影响[J]. 纪红.  临床军医杂志. 2005(03)
[5]歼-8D飞机噪声对飞行员工效影响的试验研究[J]. 张霞,吴永祥,丁传东,邢可平,金基岩,余文斌.  中华航空航天医学杂志. 1998(03)



本文编号：3268559