一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法及系统。该方法包括根据螺旋桨的工况确定的设计参数确定桨叶叶片数量以及螺旋桨半径，同时确定截面的翼型；确定r处截面的诱导螺距；根据诱导螺距确定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布；并根据最佳环量分布及桨叶叶片数量确定各站位环向诱导速度；根据来流速度及诱导螺距确定各站位几何入流角；根据上述的参数确定的各站位相对来流速度及最佳环量分布确定各站位初始弦长；各站位翼型雷诺数及马赫数下对应的有利迎角及升力系数；根据截面的翼、升力系数确定的实际弦长和各站位几何入流角及有利迎角确定的各站位桨距角进行螺旋桨三维建模。本发明专利技术有效解决大桨盘载荷螺旋桨设计精度问题。旋桨设计精度问题。旋桨设计精度问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法及系统


[0001]本专利技术涉及螺旋桨设计领域，特别是涉及一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法及系统。

技术介绍

[0002]螺旋桨是能够将发动机的动力变成拉力的装置，因为其效率高、单位耗油率小以及更安全等优点，广泛应用于各类航空飞行器与船舶的动力系统，是动力系统的重要组成部分。螺旋桨设计主要以高效率为目标，根据给定的飞行状态及拉力或功率的需求，设计出符合要求的高效螺旋桨外形。
[0003]目前发展的螺旋桨设计方法主要有两种，一种以计算流体力学为基础，能够适应复杂流场且精度高，但是限于计算机技术的发展，其计算速度较慢，整体设计周期偏长，无法快速有效的提供设计方案。另外一种基于带有部分假设的螺旋桨快速计算方法，如螺旋桨的动量理论、翼型理论、和涡流理论等，可用于螺旋桨的快速设计，但是其在设计时为了简化各速度之间的相对关系，引入了小桨盘载荷假设，导致在大桨盘载荷的工况下设计精度低，在给出初步设计方案以后需要不断迭代优化才能达到设计拉力，延长了设计周期。

技术实现思路

>[0004]本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法，其特征在于，包括：根据螺旋桨的工况确定设计参数，并根据设计参数确定桨叶叶片数量以及螺旋桨半径，同时确定桨毂至桨尖平均划分的截面的翼型；所述设计参数包括：设计高度、来流速度、设计拉力以及设计角速度；根据桨叶叶片数量、螺旋桨半径以及所述设计参数和设计状态确定r处截面的诱导螺距；所述设计状态包括：转速以及密度；根据r处截面的诱导螺距确定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布；并根据所述最佳环量分布以及桨叶叶片数量确定各站位环向诱导速度；根据来流速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位几何入流角；所述各站位几何入流角为来流与旋转平面的夹角；根据各站位几何入流角、各站位环向诱导速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位相对来流速度；根据所述最佳环量分布以及各站位相对来流速度确定各站位初始弦长；并根据各站位初始弦长确定各站位翼型雷诺数及马赫数，进而确定雷诺数和马赫数下对应的有利迎角及升力系数；根据升力系数确定实际弦长，根据各站位几何入流角以及有利迎角确定各站位桨距角；根据截面的翼型、实际弦长以及桨距角进行螺旋桨三维建模，完成螺旋桨叶片设计。2.根据权利要求1所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法，其特征在于，所述根据桨叶叶片数量、螺旋桨半径以及所述设计参数和设计状态确定r处截面的诱导螺距，具体包括：利用公式确定r处截面的诱导螺距；其中，T为设计拉力，R为螺旋桨半径，r0为桨毂半径，Γ(r，V
′
)为考虑桨毂位置和有限桨叶数量的最佳环量分布，ρ为密度，Ω为设计角速度，r为截面的站位，N
b
为桨叶叶片数量，V
′
为r处截面的诱导螺距。3.根据权利要求2所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法，其特征在于，所述根据r处截面的诱导螺距确定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布；并根据所述最佳环量分布以及桨叶叶片数量确定各站位环向诱导速度，具体包括：利用公式确定桨毂位置与有限桨叶数量的最佳环量分布；利用公式确定环向诱导速度；其中，Γ
infinite
(r，V
′
)为考虑有限桨叶数量的环量分布，F为Prandtl修正因子，V
t
为环向诱导速度，Γ为环量与环向诱导速度的关系。
4.根据权利要求3所述的一种基于大桨盘载荷工况的螺旋桨建模方法，其特征在于，所述根据来流速度以及r处截面的诱导螺距确定各站位几何入流角；所述各站位几何入流角为来流与旋转平面的夹角，具体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：石世杰，霍佳波，张勇，皇甫宜耿，谭博，张丽，
申请(专利权)人：桂林航天工业学院，
类型：发明
国别省市：