涡桨飞机发展现状及关键气动问题

作者： 李杰   杨钊   段卓毅   张恒   赵帅   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 设计原则   操纵安全性   涡桨飞机   气动问题   发展现状   失速特性  

描述： 独特的动力形式赋予了涡桨飞机优越的推进效率和良好的低速机动、起降性能,使得其在军用及民用领域占有重要的地位并得以不断发展,但同时也带来了一系列需要重点关注的设计问题。本文从目前国内外涡桨飞机的发展现状和设计特点出发,提出其面临的主要气动问题。重点针对国内亟待发展的舰载类涡桨飞机起降过程中的失速和操纵问题进行深入研究,剖析了翼面附近流动的分离状态和发展趋势对于失速特性及操纵安全性的影响规律,归纳总结出需要关注的关键约束和设计原则。在此基础上,通过对一组计算实例的分析,给出了机翼空间流场变化特征和宏观气动力之间的内在联系,并深入阐述了三维增升构型与干净构型及其各站位翼剖面的设计关联性。

螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   俯仰力矩特性   螺旋桨旋转方向   数值模拟   低平尾  

描述： 为了找到一种改善低平尾涡桨飞机中小迎角下纵向静稳定度的方法，采用数值模拟手段研究了螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响。基于动态面搭接网格技术和非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程，首先对某T尾双发涡桨飞机进行了计算，验证了方法的精度和可靠性，然后对同向旋转(CO)、对转-内侧上洗(CNIU)和对转-外侧上洗(CNOU)三种低平尾涡桨飞机构型开展了数值模拟，分析了各构型的俯仰力矩变化特点及流场细节。研究结果表明：对于常见的CO构型，在小迎角下由于平尾整体效率降低,飞机的俯仰力矩曲线斜率较无动力构型大幅度下降；在小迎角下，CO构型左侧平尾的效率几乎丧失，但右侧平尾却具有良好的效率；CO构型左右两侧平尾的效率呈现巨大差异的主要原因在于两侧平尾当地的下洗梯度不同；三个构型中，CNOU构型的俯仰力矩特性最差，CNIU构型在整个中小迎角范围内都能保持良好的俯仰力矩特性。

涡桨飞机螺旋桨滑流气动干扰效应及流动机理

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   非定常数值模拟   螺旋桨滑流   流动机理   动态面搭接网格  

描述： 螺旋桨滑流对飞机各气动部件的干扰是涡桨飞机气动设计中面临的难点之一。以某双发涡桨支线客机为对象,采用数值模拟手段分析了滑流对机翼、平尾、垂尾的影响及其流动机理。计算采用基于动态面搭接网格技术的非定常方法,气动力与表面压力分布的计算结果均与实验值吻合良好。研究结果表明:在滑流影响下,全机升力和阻力有所增加,升阻比和纵向静稳定度有所降低,并在无侧滑状态下产生了滚转力矩和偏航力矩;在不同展向位置,滑流对机翼表面流动分离的影响存在显著的差异。在螺旋桨下行运动一侧,滑流的旋转减小了当地迎角,同时桨后气流速度较高,翼面流动分离被有效抑制。在螺旋桨上行运动一侧,滑流的旋转增大了当地迎角,而且桨后气流速度较低,因而翼面流动分离并未得到明显改善;在中小迎角下,滑流对背景飞机平尾当地的动压没有产生影响,但增加了下洗角变化率,进而导致平尾效率降低;垂尾的侧力与偏航力矩是由滑流的侧洗引起的,而滑流的侧洗又与左右两侧机翼升力分布的不对称性有关。

改进的航空遥测信道探测

作者： 李赛   党小宇   郝崇正   李杰   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑动相关器   动态范围   信道探测   ZC序列   航空遥测信道  

描述： 滑动相关器被广泛应用于信道特性的测量，但航空遥测信道的大延迟衰落会严重限制测量系统的测量性能，甚至测量无法完成。为了更加精确地测量航空遥测信道，本文提出一种基于Zadoff-Chu(ZC)序列的滑动相关器，研究其在航空遥测信道测量系统中的信道测量能力。与传统分析方法不同，首先从频域给出测量系统中每个干扰分量的解析表达，然后给出多径环境下的平均动态范围，最后分别基于ZC序列根、归一化滑动因子、信噪比(SNR)和测量序列长度等干扰因素的仿真分析每个干扰分量对测量性能的影响。仿真结果表明：所提的滑动相关器会明显抑制由加性噪声产生的干扰，且在归一化滑动因子大于2和信噪比大于10 dB时，测量性能比传统滑动相关器至少提高2 dB,因此所提滑动相关器的滑动相关峰会更加明显，能更利于航空遥测信道中每条多径分量的检测。

改进的航空遥测信道探测

作者： 李赛   党小宇   郝崇正   李杰   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑动相关器   动态范围   信道探测   ZC序列   航空遥测信道  

描述： 滑动相关器被广泛应用于信道特性的测量，但航空遥测信道的大延迟衰落会严重限制测量系统的测量性能，甚至测量无法完成。为了更加精确地测量航空遥测信道，本文提出一种基于Zadoff-Chu(ZC)序列的滑动相关器，研究其在航空遥测信道测量系统中的信道测量能力。与传统分析方法不同，首先从频域给出测量系统中每个干扰分量的解析表达，然后给出多径环境下的平均动态范围，最后分别基于ZC序列根、归一化滑动因子、信噪比(SNR)和测量序列长度等干扰因素的仿真分析每个干扰分量对测量性能的影响。仿真结果表明：所提的滑动相关器会明显抑制由加性噪声产生的干扰，且在归一化滑动因子大于2和信噪比大于10 dB时，测量性能比传统滑动相关器至少提高2 dB,因此所提滑动相关器的滑动相关峰会更加明显，能更利于航空遥测信道中每条多径分量的检测。

大型科学装置在航空发动机高温结构材料和涂层上的研究与应用综述

作者： 尚勇   冯阳   刘巧沐   王君武   杨惠君   茹毅   张恒   赵文月   裴延玲   李树索   宫声凯   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 高温合金   同步辐射   热障涂层   中子衍射   无损检测   残余应力  

描述： 航空发动机用热端部件及其防护涂层具有密度高、结构复杂、服役环境恶劣、承受载荷复杂等特点，采用传统的分析测试方法对其进行损伤演变、质量评估和寿命预测研究存在极大挑战，无法满足航空发动机更高温度、更高速度、更高可靠性的需求。大型科学装置中的同步辐射技术和中子衍射技术具有高穿透性、高精度、高耦合度和高通量等特点，较传统检测技术更适用于未来航空航天领域高温结构材料的研发和测试，但上述两种技术在中国相关领域的基础研究和工程应用方面仍需进一步开展工作。本文着重介绍近年来国内外采用同步辐射和中子衍射技术进行航空发动机热端部件及其防护涂层基础科学研究与实际工程应用方面的进展与现状。