CFD在直升機(jī)中的應(yīng)用

2017-03-10 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

直升機(jī)因?yàn)橛性S多其他飛行器難以辦到或不可能辦到的優(yōu)勢(shì),受到廣泛應(yīng)用,直升機(jī)由于可以垂直起飛降落不用大面積機(jī)場(chǎng)主要用于觀光旅游、火災(zāi)救援、海上急救、緝私緝毒、消防、商務(wù)運(yùn)輸、醫(yī)療救助、通信以及噴灑農(nóng)藥殺蟲劑消滅害蟲、探測(cè)資源,等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。

旋翼流場(chǎng)和氣動(dòng)力的準(zhǔn)確計(jì)算一直是直升機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的研究難點(diǎn)之一。直升機(jī)旋翼的流場(chǎng)是直升機(jī)飛行狀態(tài)、槳葉的幾何外形和槳葉之間相互干擾等多種因素決定,要準(zhǔn)確對(duì)其模擬并計(jì)算槳葉所受到的非定常氣動(dòng)載荷是十分具有挑戰(zhàn)性的。

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1 直升機(jī)

直升機(jī)的流場(chǎng)十分復(fù)雜。對(duì)于前飛或懸停的飛行狀態(tài),由于旋翼距離機(jī)身較近,旋翼與機(jī)身之間存在的相互干擾,對(duì)流場(chǎng)具有重要的影響。隨著新一代直升機(jī)向著布局緊湊、槳盤載荷更大、機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)的方向發(fā)展,直升機(jī)機(jī)身與旋翼之間的耦合氣動(dòng)干擾更為強(qiáng)烈。使用CFD研究直升機(jī)氣動(dòng)特性,分析旋翼和機(jī)身的氣動(dòng)干擾作用,對(duì)直升機(jī)的性能進(jìn)行預(yù)估。

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2 機(jī)身周圍壓力云圖:前飛姿態(tài)時(shí)旋翼和機(jī)身之間的干擾作用

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3 前飛過(guò)程中槳盤壓力分布

圖4 通過(guò)槳盤的流線

直升機(jī)在降落過(guò)程中,旋翼和地面之間會(huì)形成一個(gè)高壓氣墊,產(chǎn)生較大的上揚(yáng)力,容易造成飛機(jī)失速墜毀。使用CFD對(duì)直升機(jī)的降落過(guò)程進(jìn)行非定常計(jì)算,分析這一過(guò)程中直升機(jī)受力分布情況,有效地提高直升機(jī)降落的穩(wěn)定性和抗風(fēng)浪能力,提高飛機(jī)降落的安全性。