钟 国 曹义华 赵 明

（北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191）

直升机旋翼积冰的数值模拟

钟 国 曹义华 赵 明

（北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京 100191）

为研究直升机旋翼桨叶积冰问题，通过对积冰形成机理和直升机飞行原理的分析，建立了基于CFD（Computational Fluid Dynamics）技术的直升机旋翼桨叶结冰预测的理论模型;采用欧拉法求解水滴控制方程，在经典Messinger模型的基础上提出了积冰表面质能平衡的改进模型;以UH-60型直升机和CH-47型直升机为样机，具体分析了积冰条件下直升机桨叶冰形预测的方法，为进一步研究直升机结冰后的飞行动力学问题及防除冰系统的设计奠定了基础，对提高直升机飞行安全性具有积极意义.

旋翼结冰;积冰预测;数值模拟;热力学模型

直升机是一种依靠旋翼控制水平和垂直方向运动的特种飞行器，广泛应用于军事、民用领域的多个方向.直升机多在6 000 m以下的低空飞行，常遇到雨雪冰霜等恶劣天气，当大气中的液态水含量较高时，会使直升机发生结冰现象并导致安全隐患［1］.

相较于固定翼飞机，直升机在飞行时更容易遭遇结冰状况，且其对飞行品质的影响更为突出，尤其是旋翼桨叶的结冰会导致飞行阻力增加，需用功率增加，并引起桨叶失速、空速受限、续航时间和航程显著下降等问题.

我国对飞行器结冰问题的研究相对落后，尤其在数值模拟方面的探索还处于初级阶段.从20世纪90年代开始，陆续有国内学者发……