[發明專利]一種有效評估直升機旋翼氣動性能的試驗方法

有效

• 申請號: 202211575679.8
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115655642B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 袁紅剛;杜旭;章貴川;彭先敏;靳秋碩;車兵輝
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;B64F5/60
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 古波;孫杰

本發明公開了一種有效評估直升機旋翼氣動性能的試驗方法，屬于直升機風洞試驗技術領域；具體包括以下步驟：S1，分別對單獨機身、單獨槳轂進行風洞試驗，獲取單獨旋翼試驗需要配平的阻力系數；S2，進行單獨旋翼配平前飛試驗，獲得旋翼氣動載荷數據，評估其前飛氣動性能；本發明為準確評估直升機旋翼前飛氣動性能提供了試驗手段，在開展單獨旋翼配平試驗中，扣除了相應前進比下槳轂的阻力，即從全機的阻力系數扣除槳轂阻力系數，得到配平的阻力系數，避免了由于旋翼槳轂幾何不相似帶來的問題，得到了純槳葉旋翼性能的定量氣動數據，更加準確的評估了旋翼的氣動性能，能夠為直升機研制過程中旋翼系統選型、定型、校核提供可靠的試驗依據。

技術領域

本發明涉及一種有效評估直升機旋翼氣動性能的試驗方法，屬于直升機風洞試驗技術領域。

背景技術

直升機在各種飛行狀態所需的升力和操縱力是由旋翼系統提供的。旋翼系統是直升機唯一的升力面和操縱面，也是直升機平臺的關鍵動部件。直升機的性能主要取決于旋翼系統的性能。風洞試驗是驗證旋翼氣動布局設計、評估旋翼氣動性能的重要手段之一，先進的風洞試驗設備及技術的研究，促使試驗方法向著更接近真實飛行條件的方向發展，使直升機風洞試驗能力得到了質的提升和飛躍。

發明內容

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種有效評估直升機旋翼氣動性能的試驗方法，通過旋翼載荷及功率等參數的準確測量，獲得不同前飛速度下條件下的旋翼氣動性能，滿足直升機研制過程中旋翼系統選型、定型、校核的空氣動力學試驗需求。

本發明采用的技術方案如下：

一種有效評估直升機旋翼氣動性能的試驗方法，包括以下步驟：

S1，分別對單獨機身、單獨槳轂進行風洞試驗，獲取單獨旋翼配平前飛試驗需要配平的阻力系數；

在所述步驟S1中，包括以下子步驟：

S11，通過開展單獨機身試驗或采用數值計算的方式，獲取單獨機身在不同前進比、不同阻力面積下的機身阻力系數Cx1；

S12，開展單獨槳轂試驗，獲取單獨槳轂在不同前進比、不同主軸傾角下的槳轂阻力系數Cx2，根據試驗結果，得到槳轂阻力系數Cx2隨前進比的變化公式；

S13，通過機身阻力系數Cx1、槳轂阻力系數Cx2獲取單獨旋翼配平前飛試驗時需要配平的旋翼阻力系數Cx3；

S2，進行單獨旋翼配平前飛試驗，獲得旋翼氣動載荷數據，評估其前飛氣動性能；

在步驟S2中，包括子步驟：

S21，開展不同前進比下的單獨旋翼配平試驗，在給定的風速和旋翼轉速下，依據實時顯示的旋翼參數，通過調整旋翼總距、周期變距及主軸傾角，使旋翼升力系數和阻力系數達到給定值，同時使旋翼槳轂俯仰力矩、滾轉力矩趨近零值，測量獲得不同配平狀態下的旋翼氣動載荷數據；

S22，根據步驟S21獲取的旋翼氣動載荷試驗數據計算旋翼當量升阻比，獲取旋翼當量升阻比隨前進比的變化規律，評估旋翼的前飛氣動性能。

進一步的，在步驟S1和步驟S2中，所有試驗均在大型低速風洞中進行，并通過旋翼天平和扭矩天平測量旋翼的六分量載荷和功率，從而獲得旋翼的前飛氣動性能。

進一步的，在步驟S2的單獨旋翼配平前飛試驗前，在旋翼非旋轉狀態下，測量不同主軸傾角下的天平初讀數，通過插值方法獲得初讀數隨主軸傾角的變化規律；數據處理時，在單獨旋翼配平前飛試驗的各試驗狀態下，采用主軸傾角配平值所對應的天平初讀數，以扣除安裝在旋翼天平上的模型自重的影響。

進一步的，單獨機身、單獨槳轂、單獨旋翼的氣動載荷是按風洞軸系給出的，數據處理時，天平測量結果先要從天平軸系轉換至槳轂體軸系，然后再轉換至風洞軸系。

進一步的，在步驟S11中，單獨機身包括旋翼槳轂部分。