陈庆亚, 田希晖, 车学科, 聂万胜, 周思引

(装备学院 航天装备系, 北京 101416)

平流层螺旋桨等离子体流动控制地面实验方法

陈庆亚, 田希晖*, 车学科, 聂万胜, 周思引

(装备学院 航天装备系, 北京 101416)

根据螺旋桨雷诺相似准则和等离子体射流相似准则，提出了一种基于螺旋桨叶素理论，利用地面实验设备开展平流层螺旋桨等离子体流动控制研究的实验方法。首先根据螺旋桨几何参数和运动参数计算叶素微段来流速度和迎角，然后根据螺旋桨雷诺相似准则确定常压翼型风洞模拟平流层叶素流动的吹风参数，最后根据等离子体射流雷诺相似准则，确定激励器和激励电源参数模拟平流层等离子体射流并评估其流动控制效果。利用该方法研究了20km高度S1223翼型螺旋桨的等离子体流动控制效果，实验表明：飞艇以5～20m/s的速度前进时，SDBD激励电压峰-峰值13.6kV，频率10kHz时，诱导的等离子体射流使螺旋桨300r/min时推力最大可提高10.9%，600r/min时推力反而减小了0.52%～1.7%。

平流层螺旋桨；等离子体；流动控制；叶素理论；实验方法

0 引 言

平流层飞艇具有驻留时间长、效费比高、生存能力强和高度适中等特点，作为搭载侦察、预警、通信等电子设备的平台可以发挥其特有优势，在民用和军用领域均有很大现实意义[1]。但平流层飞艇螺旋桨在低雷诺数飞行环境下，叶素边界层转捩、分离等问题造成螺旋桨性能和效率降低[2]，提高螺旋桨低雷诺数下飞行效率和宽工况飞行能力已成为重要研究课题。……