赵海刚, 王朝蓬, 任丁丁

(中国航空工业集团公司, 中国飞行试验研究院, 西安 710089)

航空涡桨发动机由于其在低马赫数下具有诸多优点,如耗油率低、推进效率高、单位功率大等,而广泛地应用于民用支线客机、公务机和通用飞机等领域。在飞行中,涡桨发动机配套的螺旋桨除了在正常状态下吸收发动机功率产生正拉力牵引飞机飞行外[1-3],在某些特殊情况下将产生负拉力。比如螺旋桨的风车状态。螺旋桨发动机的风车状态是指发动机出现故障停车,螺旋桨处于风车状态。这时螺旋桨从飞机前进速度中获得空气的动能带动螺旋桨和发动机旋转并产生风车阻力,其阻力大小与飞行高度、速度、螺旋桨转速和安装角等因素相关。风车状态产生的阻力在数值上可能超过最大正拉力[1],在空中出现风车阻力将影响飞机的操纵性和稳定性,风车阻力过大将危及飞行安全。从公开资料看,鉴于风车阻力变化趋势以及大小,会对飞机操纵特性产生极为不利的影响,带来严重的安全问题。因此,国内配装涡桨发动机的飞机很少进行螺旋桨风车试验。对涡桨发动机风车特性进行计算评估,建立计算方法,并进行飞行试验验证,可以定量地评估风车阻力的变化趋势,对试验规划以及飞行员培训有重要作用。

涡桨发动机的性能及控制系统的设计及试验技术是近年来航空业者重要的研究方面之一。陈怀荣等[2]、张旭等[4]采用部件特性方法进行涡桨发动机的性能建模仿真,来研究各系统之间的复杂耦合关系。……