【摘要】：隨著燃油費(fèi)的上漲,低油耗的螺旋槳飛機(jī)在軍民用飛機(jī)市場(chǎng)有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。螺旋槳飛機(jī)不同于渦噴渦扇動(dòng)力飛機(jī),其拉力由螺旋槳產(chǎn)生,整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的性能涉及到螺旋槳和發(fā)動(dòng)機(jī)兩部分的性能。因此,需要在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段和后期使用階段進(jìn)行槳發(fā)匹配設(shè)計(jì),以提高螺旋槳飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的性能。本文主要針對(duì)渦槳?jiǎng)恿︼w機(jī),研究了螺旋槳性能計(jì)算方法、渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)性能計(jì)算方法和基于可用和需用功率的槳發(fā)匹配設(shè)計(jì)方法,在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)槳發(fā)匹配計(jì)算程序。利用該計(jì)算程序,進(jìn)行了活塞動(dòng)力和渦槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)槳發(fā)匹配設(shè)計(jì),為螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)槳發(fā)匹配設(shè)計(jì)提供了思路。本文研究了基于螺旋槳片條理論的螺旋槳性能計(jì)算方法,采用該方法開(kāi)發(fā)了螺旋槳性能計(jì)算程序,并通過(guò)試驗(yàn)算例驗(yàn)證了程序的正確性�；跓崃W(xué)原理對(duì)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)熱力計(jì)算方法進(jìn)行了研究,并研究了變比熱計(jì)算工質(zhì)物性參數(shù)的方法。建立了渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)各部件性能計(jì)算模型,并研究了部件特性曲線縮放法和非對(duì)齊數(shù)據(jù)二元插值法。在發(fā)動(dòng)機(jī)共同工作條件基礎(chǔ)上,研究了Newton-Raphson法迭代尋找共同工作點(diǎn)的方法,給出了渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)性能仿真思路。研究了活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和定距槳的槳發(fā)匹配設(shè)計(jì)原理,提出了采用變距槳下的螺旋槳?jiǎng)恿ο到y(tǒng)槳發(fā)匹配設(shè)計(jì)思路,研究了螺旋槳性能數(shù)據(jù)插值方法、槳發(fā)匹配設(shè)計(jì)方法和飛行性能計(jì)算方法并進(jìn)行了算例驗(yàn)證。針對(duì)活塞動(dòng)力飛機(jī),計(jì)算了不同巡航重量下的螺旋槳最佳轉(zhuǎn)速和不同螺旋槳轉(zhuǎn)速巡航下的飛機(jī)航程和航時(shí),結(jié)論如下:在燃油量一定的情況下,選擇最佳螺旋槳轉(zhuǎn)速可有效提高飛機(jī)的航程和航時(shí),提升飛行性能。針對(duì)渦槳?jiǎng)恿︼w機(jī),計(jì)算了某型螺旋槳和發(fā)動(dòng)機(jī)性能,并進(jìn)行飛行剖面的槳發(fā)匹配設(shè)計(jì)。爬升階段采用發(fā)動(dòng)機(jī)最大狀態(tài)爬升策略,計(jì)算了不同螺旋槳轉(zhuǎn)速爬升下的耗油率、拉力、航程和航時(shí)等的變化規(guī)律,結(jié)論如下:采用最大轉(zhuǎn)速爬升能夠較快較經(jīng)濟(jì)爬升到預(yù)定巡航高度;巡航階段采用基于需用功率的槳發(fā)匹配計(jì)算方法,計(jì)算了不同飛行重量、不同飛行高度下的最佳螺旋槳轉(zhuǎn)速及螺旋槳轉(zhuǎn)速對(duì)航程航時(shí)的影響,結(jié)論如下:不同的飛行重量、飛行高度,最佳螺旋槳轉(zhuǎn)速會(huì)隨之變化;采用最佳螺旋槳轉(zhuǎn)速巡航可有效提升飛機(jī)的巡航性能。
【圖文】：

使螺旋槳的發(fā)展受到影響[1]。70 年代初期，世界石油危機(jī)發(fā)生，燃油費(fèi)用上漲，世界各大航空公司都在尋找低耗油量的航空動(dòng)力裝置。這樣，低耗油量的航空螺旋槳技術(shù)，重新獲得重視，為其發(fā)展提供了一個(gè)新的機(jī)遇[1]。目前國(guó)外性能較為優(yōu)越的軍用螺旋槳飛機(jī)有：美國(guó) E-2C“鷹眼”預(yù)警機(jī)、俄烏聯(lián)合研制的安-70 大型運(yùn)輸機(jī)、美國(guó) MQ-9“捕食者”無(wú)人機(jī)（如圖 1.1（a））以及歐洲 7 國(guó)聯(lián)合研制的 A-400M 軍用中程運(yùn)輸機(jī)(如圖 1.1（b）)等。民用客機(jī)有：法意聯(lián)合研制的 ATR-72（如圖 1.1（c））,巴西龐巴迪 Q-400 等。我國(guó)螺旋槳飛機(jī)研制技術(shù)自上世紀(jì) 60 年代以來(lái)已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，，渦槳運(yùn)輸機(jī)有運(yùn)七、運(yùn)八等，渦槳客機(jī)有研制成功的“新舟”600 支線客機(jī)（如圖 1.1（d））和在研制的“新舟”700 支線客機(jī)等。（a） MQ-9 （b） 歐洲A-400M

螺旋槳幾何模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V228

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本文編號(hào)：2594001