孔卫红，陈仁良

(南京航空航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室，江苏南京 210016)

0 引言

常规直升机由于前行桨叶的激波和后行桨叶的气流分离，速度受到很大限制。由常规直升机加装机翼并用推进装置替代尾桨所形成的复合式直升机(如图1)被认为是未来提高直升机飞行速度的有效途径之一。这种直升机在悬停和低速时以直升机模式工作，随着飞行速度的增加，旋翼转速逐渐降低，旋翼载荷逐渐减小，升力逐步由机翼承载，而推力则由相应的推力装置来提供，当速度提高到一定值后，固定翼飞机的飞行模式成为复合式高速直升机的主要飞行模式，使飞行速度得到大幅度提高［1－6］。

图1 复合式高速直升机Fig.1 Compound helicopter

复合式直升机在高速飞行时，旋翼的前进比可高达0.8［7］，远高于常规直升机旋翼的前进比，后行桨叶大部分处于反流区内，气流分离现象更严重，前行桨叶的压缩效应更突出，偏流作用很显著。上述现象使桨叶剖面的迎角变化范围很大，引起桨叶和旋翼的气动力在旋转一周的过程中发生很大的变化，直接导致桨叶非定常挥舞运动及随时间变化的旋翼诱导速度，这种非定常的挥舞运动和诱导速度反过来又影响到桨叶剖面的迎角变化及桨叶和旋翼气动力的变化，形成复杂的耦合关系，常规直升机旋翼的理论不适用。

准确预测高前进比的旋翼气动特性是当前复合式高速直升机面临的技术难题之一。McCloud J L和Charles B D对高前进比旋翼的气动特性进行了风洞试验研究，得到了H－34旋翼和UH－1D旋翼在前进比高达0.86 时的旋翼气动特性风洞试验数据［8－9］。……