汤斯佳， 曹德松， 闫文辉， 彭腾飞

(1.航空工业惠阳航空螺旋桨有限责任公司, 保定 071051； 2.北方工业大学机械与材料工程学院, 北京 100144)

由于螺旋桨飞机经济性好，适应性广，在当前的航空推进技术发展中依然具有重要的地位[1-5]。高速航空螺旋桨一般用于高亚音速飞行器上，比如高速直升机、高亚音速支线客机、高速运输机等，其飞行马赫数(Ma)一般高于0.5，甚至超过0.75，再附加上螺旋桨自身的旋转运动，螺旋桨桨尖感受到的相对马赫数则会更高，通常会超过0.9。在高速航空螺旋桨的流场中，由于桨根到桨尖的旋转速度不一样，在亚声速流场中经常会出现局部的超声速区。因此，这种流动属于典型的跨声速流动。混合型的跨声速流场远比单纯的亚声速和超声速流复杂，并且流场中存在局部激波以及激波边界层干扰等情况。目前在理论和实验技术上，混合型跨声速流场还存在不少需要进一步研究和解决的问题，而高速航空螺旋桨的气动设计又必须要解决好这一难题，因此研究适合于高速航空螺旋桨的翼型气动性能具有重要的现实意义。

中外学者对高速航空螺旋桨开展了相关研究。Shi等[6]基于动态面搭接网格，应用非定常湍流模型方法，研究了对转螺旋桨前桨尾迹和桨尖涡与后桨的气动干扰作用。说明了桨尖涡的相互作用是产生气动干扰的主要原因，而且后桨的存在降低了前桨桨尖涡的强度。Stuermer[7]使用DLR-TAU程序进行了高速螺旋桨的非定常数值模拟研究，详细分析了桨叶之间复杂的气动相互作用，说明了零攻角下螺旋桨会表现出更好的气动特性。……