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悬停状态下倾转旋翼机向下载荷被动减缓措施研究

2018-06-29陆志良郭同庆

空气动力学学报 2018年3期

陈 皓, 陆志良, 郭同庆

(南京航空航天大学, 江苏 南京 210016)

0 引 言

倾转旋翼机是一种独特的飞行器,它可以像螺旋桨飞机一样快速有效地向前飞行,同时,也可以像普通直升机一样垂直起降、悬停。然而,在悬停状态下,旋翼下洗气流直接冲击到机翼上表面,使倾转旋翼机有效载重大大降低。这种垂直方向的阻力,又称为向下载荷,大约占了旋翼总拉力的10%[1]。

对于悬停状态下倾转旋翼机向下载荷减缓措施国外学者已开展了大量的研究,国内公开发表的相关

文献则较少。目前最常见的策略是采用后缘襟翼。通过偏转后缘襟翼使翼型在来流方向投影面积变小,可以显著地减小垂直阻力。Maisel等[2]通过实验方法研究了不同长度后缘襟翼以及襟翼偏角对翼型向下载荷影响,研究结果表明当偏转角超过某个最优角度后,阻力系数又会上升,这是由于在襟翼上表面出现了流动分离现象;Felker等[3]采用了缩比为0.658的V-22倾转旋翼机旋翼与机翼模型,开展了悬停状态下旋翼不同拉力系数对机翼垂直阻力的影响;Wood等[4]通过在机翼上安装一种被称为“wind plow”的装置使有效载重提高了0.8%~2.4%;文献[5]提出在翼型上下表面分别安装平板来减小垂直方向阻力,并详细分析了平板安装位置和高度对气动特性影响。近年来,欧洲ERICA项目[6]发展了一种新型倾转机翼构型,通过偏转外侧段机翼可以使阻力大大降低,但机构实施起来复杂、难度大。另一种减阻策略是采用主动流动控制技术(AFC),例如定常吹吸气技术[7]、周期激励技术[8]等,文献[9]详细介绍了波音公司AFC在V-22倾转旋翼机上的应用。……

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