【技术实现步骤摘要】
一种适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法
[0001]本专利技术属于飞行器性能设计
,具体涉及一种适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法。
技术介绍
[0002]活塞螺旋桨动力系统具有体积小、重量轻、油耗低、价格便宜等特点，被广泛应用于各类小型、低速的有人和无人飞机，如巡检巡逻、勘察测绘、人工布撒、支线货运等。这类飞机的典型使用方式一般以沿固定航路的巡航飞行为主，具有设计好的巡航高度和速度，因此选择合适的发动机和螺旋桨匹配工作点，对于降低飞行油耗、提高飞机续航时间，增加飞行经济性具有重要意义。在螺旋桨飞机诞生初期，往往是借鉴已有飞机的性能数据来推算动力系统的特性，未进行过桨发匹配设计；随着设计工作的发展，不同发动机和螺旋桨组合带来的飞机性能差异逐渐引起注意，进而采取了在飞机上装配不同的发动机和螺旋桨以求得最佳匹配组合的方式；上世纪40年代，美国开展了恒速桨的全尺寸风洞试验，针对几种典型的标准螺旋桨与机身/短舱组合方式，研究了不同风速下螺旋桨推进效率与前进比的对应关系，形成了一套根据螺旋桨气动数据进行装机推力计...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法,其特征在于，所述方法是以飞机巡航需用推力为切入点，利用推力系数和前进比，引入无量纲参数：需用推力匹配系数C
R
，以消除螺旋桨转速和发动机转速的耦合特性；通过对发动机和螺旋桨匹配工作点的选取，设置发动机不同风门对应的最优发动机转速，在满足巡航推力需求的前提下实现巡航油耗最低，使得飞机能够获得最佳的续航性能。2.如权利要求1所述的适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法,其特征在于，所述优化方法至少包括以下实现步骤:步骤S1、将飞机巡航过程划分为若干重量区间,计算区间内平均巡航需用推力；步骤S2、引入需用推力匹配系数C
R
、并计算各区间内需用推力匹配系数，计算发动机转速与前进比的对应关系；式中,T为螺旋桨推力或拉力、ρ为大气密度、D为螺旋桨直径、V为飞行速度，C
T
为螺旋桨气动特性中的推力系数、J为前进比；步骤S3、计算发动机转速与螺旋桨效率的对应关系；步骤S4、计算不同发动机转速下推力与单位功率油耗效率比的对应关系；步骤S5、计算各区间内平均需用推力对应的最小单位功率油耗效率比及相应发动机转速和风门；步骤S6、获取对应巡航全过程的发动机风门与转速对应关系。3.如权利要求2所述的适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法,其特征在于，步骤S1中，计算区间内平均巡航需要推力时,利用给定的巡航高度和速度、以及重量区间内的平均巡航重量，计算区间内对应的升力系数，由飞机气动特性数据插值得到对应的升阻比，计算得到平均巡航需用推力。4.如权利要求2所述的适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法,其特征在于，步骤S2中,根据步骤S1计算所得平均巡航需用推力，计算需用推力匹配系数；由前进比公式，计算不同发动机转速对应的前进比；其中,需用推力匹配系数为一个固定的值，前进比为与发动机转速对应的一列值。5.如权利要求2所述的适用于活塞动力无人机的巡航桨发匹配优化方法,其特征在于，步骤S3中，根据螺旋桨气动特性中不同功率系数、前进比对应...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴以婷，王敏雯，袁正中，曾铮，裴譞，冯晓宇，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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