刘平安, 林永峰, 陈垚峰, 袁明川

(中国直升机设计研究所, 江西 景德镇 333000)

旋翼悬停状态桨尖涡测量方法研究

刘平安*, 林永峰, 陈垚峰, 袁明川

(中国直升机设计研究所, 江西 景德镇 333000)

为了研究旋翼桨尖涡涡核结构，采用粒子图像测速(PIV)技术对4m直径桨尖开孔旋翼在悬停状态的桨尖涡流场进行了详细测量，获得了旋翼145°方位角处桨尖涡附近流场的速度分布，以及桨尖涡的涡核半径、旋转速度和涡量分布等试验数据，并研究了PIV分析中选取不同审查窗尺寸对桨尖涡结构测量结果的影响。为了避免桨尖涡位置不稳定的影响，提出了基于桨尖涡流场速度特征的条件平均法，并与简单平均法和基于涡量峰值的条件平均法进行了对比，验证了对桨尖涡流场进行条件平均的必要性，以及所提出的条件平均法的有效性。

旋翼; 悬停; 桨尖涡; 流场; PIV

0 引 言

在直升机的飞行过程中，旋翼桨叶会脱出强烈集中的桨尖涡，桨尖涡对旋翼流场具有强烈的影响。而且这些脱出的桨尖涡与桨叶会发生相互干扰，从而在桨叶上产生出强烈的冲击气动载荷和噪声。因此开展旋翼气动特性和噪声特性的研究都离不开对桨尖涡的研究。由于旋翼桨尖涡生成和流动的复杂性，需要开展精细的桨尖涡流场测量，以获得桨尖涡的特性。

目前，作为非接触式流场测量方法，激光多普勒测速(LDV)技术和粒子图像测速(PIV)技术在流场测量领域得到了广泛应用。LDV拥有非常小探测体积，最大的优势是其具有很高的空间分辨率，使其可以准确测量桨尖涡涡核内速度梯度特别高的流场[1-2]。……