基于桨尖质量射流的直升机旋翼气动干扰控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于桨尖质量射流的直升机旋翼气动干扰控制方法，包括：读取旋翼及桨叶的构型参数和飞行参数，建立基于CFD技术和射流边界条件的旋翼桨尖涡流场高精度模拟及射流控制模拟的求解器；在给定的飞行状态下，在不施加质量射流控制的前提下计算旋翼桨叶在不同方位角处桨尖涡的涡核特性参数；在旋翼桨尖选定质量射流口的位置和方向，给定空气质量射流的射流速度及射流方式；基于给定的射流方案，在给定的飞行状态下再次对旋翼桨叶在不同方位角处桨尖涡的涡核特性参数进行计算；变换射流速度和方式，计算不同射流方案下不同方位角处旋翼桨尖涡的涡核特性，得到其随射流方案的演变规律；将施加控制后得到的桨尖涡演变特性与施加控制前的结果进行对比，得到涡核旋转速度降到最低的控制方式。

Aerodynamic Interference Control Method of Helicopter Rotor Based on Tip Mass Jet

The invention provides a helicopter rotor aerodynamic interference control method based on tip mass jet, which includes: reading the configuration parameters and flight parameters of the rotor and blade, establishing a solver based on CFD technology and jet boundary conditions for high-precision simulation of rotor tip eddy current field and jet control simulation; designing under a given flight state without applying mass jet control The vortex core characteristic parameters of the rotor blade tip vortices at different azimuths are calculated; the position and direction of the mass jet port are selected at the rotor tip, and the jet velocity and mode of the air mass jet are given; based on the given jet scheme, the vortex core characteristic parameters of the rotor blade tip vortices at different azimuths are calculated again under the given flight state; the jet velocity and direction are changed; In this way, the core characteristics of the rotor tip vortices at different azimuths under different jet schemes are calculated, and the evolution law with the jet schemes is obtained. The evolution characteristics of the rotor tip vortices obtained after the control are compared with the results before the control is applied, and the control method of lowering the core rotation speed to the lowest level is obtained.

【技术实现步骤摘要】
基于桨尖质量射流的直升机旋翼气动干扰控制方法
本专利技术涉及一种直升机空气动力学技术，特别是一种基于桨尖质量射流的直升机旋翼气动干扰控制方法。
技术介绍
旋翼是直升机中最重要的部件之一，它使得直升机具有垂直起降、空中悬停等优异的特性，但是它也带给直升机严重的气动干扰问题。旋翼桨叶在旋转过程中会产生强烈集中的桨尖涡，桨尖涡随着当地气流运动并与直升机的机身、尾桨和垂尾等部件发生干扰，在一些特定的飞行状态下，桨叶脱出的桨尖涡还会与其他桨叶靠近甚至发生碰撞，产生严重的桨-涡干扰(Blade-VortexInteraction，BVI)问题，桨-涡干扰以及桨尖涡与其他部件的气动干扰会对直升机的振动水平、噪声特性和气动性能等方面带来严重的影响。因此，如果能够对旋翼桨尖涡的强度和运动轨迹进行有效的控制，由旋翼桨尖涡带来的直升机气动干扰问题即可得到有效的缓解。旋翼桨尖质量射流(TipAirMassInjection，TAMI)于上世纪80年代由国外学者首先提出，通过在旋翼桨叶端部或者桨叶表面布置射流管道并射出空气来对旋翼桨尖的横向气流进行控制。根据射流位置或者方向的不同可以把质量射流分为多种类型，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于桨尖质量射流的直升机旋翼气动干扰控制方法，其特征在于，包括：步骤1，读取旋翼及桨叶的构型参数和飞行参数，建立基于CFD技术和射流边界条件的旋翼桨尖涡流场高精度模拟及射流控制模拟的求解器；步骤2，在给定的飞行状态下，在不施加质量射流控制的前提下计算旋翼桨叶在不同方位角处桨尖涡的涡核特性参数；步骤3，在旋翼桨尖选定质量射流口的位置和方向，同时给定空气质量射流的射流速度及射流方式；步骤4，基于给定的射流方案，在给定的飞行状态下再次对旋翼桨叶在不同方位角处桨尖涡的涡核特性参数进行计算，射流方案包括射流位置、射流方向、射流速度和射流方式；步骤5，变换射流速度和方式，计算不同射流方案下不同方位...

【技术特征摘要】
1.一种基于桨尖质量射流的直升机旋翼气动干扰控制方法，其特征在于，包括：步骤1，读取旋翼及桨叶的构型参数和飞行参数，建立基于CFD技术和射流边界条件的旋翼桨尖涡流场高精度模拟及射流控制模拟的求解器；步骤2，在给定的飞行状态下，在不施加质量射流控制的前提下计算旋翼桨叶在不同方位角处桨尖涡的涡核特性参数；步骤3，在旋翼桨尖选定质量射流口的位置和方向，同时给定空气质量射流的射流速度及射流方式；步骤4，基于给定的射流方案，在给定的飞行状态下再次对旋翼桨叶在不同方位角处桨尖涡的涡核特性参数进行计算，射流方案包括射流位置、射流方向、射流速度和射流方式；步骤5，变换射流速度和方式，计算不同射流方案下不同方位角处旋翼桨尖涡的涡核特性，得到其随射流方案的演变规律；步骤6，将施加控制后得到的桨尖涡演变特性与施加控制前的结果进行对比，得到涡核旋转速度降到最低的控制方式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤7，基于最优控制方式进行旋翼桨尖涡流场的数值模拟，得到在该控制方式下的最佳射流速度及角度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中的CFD方法的控制方程为：式中，V为控制体的体积，是守恒变量，表示对流通量，表示粘性通量...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶舟，展凤江，徐国华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，南京长空科技有限公司，南京浦口高新技术产业开发区管理委员会，
类型：发明
国别省市：江苏,32