主动射流控制对直升机着舰飞行的影响分析
2021-12-13李光印徐国华史勇杰苏大成
哈尔滨工业大学学报 2021年12期
李光印,徐国华,史勇杰,苏大成
(1.直升机旋翼动力学国家级重点实验室(南京航空航天大学),南京 210016; 2.中国直升机设计研究所,江西 景德镇,333001)
直升机在舰船上的起降任务极具挑战性。由于气流经过舰船时,在钝体上层建筑及机库边缘发生气流分离,产生的摆动剪切层与大尺度涡结构具有明显的非定常特征[1-4],对舰面起降中飞行员造成了极大的工作载荷。因此若对舰船艉流进行流动控制,削弱其非定常特征,则可降低飞行员工作载荷、改善直升机在甲板上的起降安全性。
流动控制分为被动控制与主动控制。被动控制方案技术相对简单,当前艉流场控制研究多集中于此。早期,研究人员主要通过大量实验研究被动控制方案对艉流场的影响[5-7]。而随着对舰船流场特征认识的深入,研究者开始有针对性地制定被动控制方案。Forrest等[8]根据剪切层的形成机理,对侧风状态下在机库垂直边缘加装不同形状导流板的多种方案进行模拟对比。Shi等[9]则分析对比了不同风向角下安装在不同位置的被动控制装置对于直升机非定常载荷水平的影响。
然而被动控制方案大多无法应对实际情况进行调整。主动控制方案则通过射流的方式来改变流动特征,射流速度可调,应对不同海况方面具有明显的优势。但由于其技术复杂,研究较少。近年随着技术的发展,更多研究人员将目光转向此领域。Shafer[10]与Matias-Garcia等[11]在机库表面开孔对舰艉流场注入气流,来达到削弱艉流场非定常特征、减小回流区的目的。……
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