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《平流層飛艇螺旋槳初步設(shè)計方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2011年第2期導(dǎo)彈與航天運載技術(shù)No．22011總第312期MIssILEsANDSPACEVEHICLEsSumNo．312文章編號：1004-7182(2011)02_000l拼平流層飛艇螺旋槳初步設(shè)計方法雷光新，劉巍，楊濤，唐乾剛(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)航天與材料工程學(xué)院，長沙，410073)摘要：為設(shè)計出適用于平流層飛艇的螺旋槳，在葉素理論的假設(shè)下，通過分析葉素效率確定設(shè)計參數(shù)的取值范圍，給出了平流層飛艇螺旋槳的初步設(shè)計流程。研究發(fā)現(xiàn)，在其他條件不變的情況下，提高槳葉拉力的方法有提高葉梢的周向速度或增加槳葉寬度；提高槳葉效率的方法
2、包括降低葉梢的周向速度或增加槳葉的寬度。關(guān)鍵詞：平流層飛艇；螺旋槳；葉素理論中圖分類號：V228．5文獻標識碼：APrimaryDesignMethodofStratosphereAirshipPropenerkiGuallgxiIl，LiuWei，YaIlgTao，TallgQiaIlgaIlg(CollegeofAerospace鋤dMaterialEn百ne甜ng，NationalUniVersi睜ofDefenseTectlllology，Ch粕gsha，410073)Abstract：InordertodesigrIprop
3、ellerfors廿atosphereairShip’山ebladeelementemciencyisaIlalyzedtof．ⅨtlIe啪geofdesignpar鋤etersbasedonbladeelement山eory'蛐daflowoftheprimarydesignfbrsn．a(chǎn)tosphereairsllippmpellerisgiVen．Itisfoundthattllepull0fthepIDpellerbladec蛆beerIlargedei山er血．oughincreasingtIlecircu時brential
4、velocityatme邱ofmebladeorwideIlingtheblade，aIld踴ciencyof山ebladecanbeiIllpmvede“herthroughdecreasingthecircumferendalVeloci哆atmedpofthebladeorwideIlingtlleblade．KeyWords：S仃atosphereairsllip；Propeller；B1adeelementmeory0引言平流層飛艇一般是指能夠長期定點駐留于平流層(距地面約20km)的無人飛艇，可用于搭載各種偵察、預(yù)警、通信
5、等電子設(shè)備，對于軍用與民用都具有很大的實際意義Il】。平流層飛艇的動力系統(tǒng)適合采用電動機帶動螺旋槳【2】，由于平流層空氣密度較小，而且飛艇飛行速度較慢。螺旋槳葉素的雷諾數(shù)較小，使葉素翼型升阻比較低，進而降低了螺旋槳效率。為設(shè)計出適用于平流層飛艇的螺旋槳，本文在葉素理論的假設(shè)下，通過分析葉素效率確定設(shè)計參數(shù)的取值范圍，給出了平流層飛艇螺旋槳的初步設(shè)計流程。采用本文提出的設(shè)計方法，可快速設(shè)計平流層飛艇螺旋槳槳葉，為詳細設(shè)計奠定基礎(chǔ)。1螺旋槳槳葉拉力與效率葉素理論將槳葉分為有限個微小段(稱為葉素)，根據(jù)翼型理論得到每一個葉素上的氣動力，并認
6、為繞收稿日期：2009．12．25：修回日期：20lm03．05作者簡介：雷光新(1969．)，男，講師，研究方向為無人飛行器設(shè)計過每個葉素的氣流是二維的，因此葉素之間互不影響，最后沿徑向求槳葉上的總氣動力‘31。設(shè)螺旋槳前進速度為％：螺旋槳單位時間轉(zhuǎn)速為n。，葉素徑向位置為r，葉素弦長為6，葉素安裝角為d，則安裝平面內(nèi)的氣流周向速度為V=2礬，(1)空氣相對于葉素的幾何合成速度為y=√略+V2(2)幾何合成速度與旋轉(zhuǎn)平面之間的夾角為緲=arct柚(％，V)(3)氣流相對于葉素的攻角為口=萬一妒(4)葉素受力如圖l所示。設(shè)環(huán)境密度與動
7、力粘度分別為p與∥(在標準大氣環(huán)境下，二者是高度^的函數(shù))，則葉素雷諾數(shù)為m=∥暢，口(5)2導(dǎo)彈與航天運載技術(shù)2011年在確定了翼型、攻角與雷諾數(shù)后，可采用開放的專用翼型設(shè)計軟件XFoIL計算翼型升力系數(shù)cL與阻力系數(shù)cD，該軟件的計算結(jié)果與實驗結(jié)果具有較好的一致性‘鍆。圖1葉素受力示意圖作用于葉素上的升力與阻力分別為此=∥2舭，2(6)dD=∥2cD6d，，2(7)葉素阻升角為y=一(警=眥咖爭(8)在葉素上的總氣動力為dR=面廝=血，cosy(9)葉素的拉力與環(huán)向力分別為仆衄cosc州=躲，甓筍dV㈣水慨in(州=裟·警dV(1
8、1)葉素的有效功率與吸收功率分別為此=Kdr(12)峨=2磯小=V擔(13)則葉素效率為，7：里：j!型L(14)d匕tan(礦+"單個螺旋槳槳葉總拉力為正：衛(wèi)P竺型型yzcT6dv(15)3．47m。^ocosy‘。為
