[发明专利]一种扇翼飞行器的双横流风扇扇翼及其设计方法

说明书

本发明提供了一种扇翼飞行器的双横流风扇扇翼及其设计方法，所述方法包括：确定扇翼飞行器双横流风扇的初步设计尺寸，建立三维模型；确定仿真计算区域；对双横流风扇进行网格划分；调整小横流风扇比例，分析气动特性随小横流风扇大小变化而受到的影响；以及调整双横流风扇的横向距离，分析气动特性随双横流风扇距离不同造成的影响。本发明的双横流风扇扇翼会对扇翼飞行器起到更好的增升作用。

技术领域

本发明涉及扇翼飞行器技术领域，具体地，涉及一种扇翼飞行器的双横流风扇扇翼及其设计方法。

背景技术

扇翼式飞行器一种新型低速、重量轻的载荷飞行器，它具有着降落时间短、大迎角无失速、操作简单、低速运动飞行的稳定性和安全系统良好、有效载荷量大、噪声少等特殊技术，其性能范围介于固定翼飞机、直升飞行器之间。目前扇翼飞行器各国还处于研究阶段，存在很多的难点，例如：扇翼的总体构型以及参数的优化选择、扇翼飞行器的总体的气动布局、横流风扇的涡升力控制技术。由于扇翼的升力和推力存在一定的耦合关系，影响升力的和气动特性的参数比较多，所以进行扇翼的优化以及布局分析变得较为困难。

综上所述，需要提供一种基于飞行器扇翼气动特性、双横流风扇式的扇翼及其设计分方法。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够提升扇翼飞行器升力的双横流风扇扇翼及其设计方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种扇翼飞行器的双横流风扇扇翼的设计方法，所述方法包括以下步骤：

确定扇翼飞行器双横流风扇的初步设计尺寸，建立三维模型；

确定仿真计算区域；

对双横流风扇进行网格划分；

调整小横流风扇比例，分析气动特性随小横流风扇大小变化而受到的影响；以及

调整双横流风扇的横向距离，分析气动特性随双横流风扇距离不同造成的影响。

可选地，所述确定扇翼飞行器双横流风扇的初步设计尺寸，建立三维模型的步骤中，采用Creo和SCDM软件进行三维模型的建立。

可选地，所述确定仿真计算区域的步骤具体包括：设定计算区域面积与扇翼的倍数，根据计算精度将计算区域划分为内部结构网格静止域、横流风扇叶片旋转域、外流域局部网格加密区域、外流场结构网格区域。

可选地，所述设定计算区域面积与扇翼的倍数为二十倍。

可选地，所述调整小横流风扇比例，分析气动特性随小横流风扇大小变化而受到的影响步骤具体包括：在大横流风扇和小横流风扇之间的横向距离不变、大横流风扇和小横流风扇转速保持设定不变的基础上，等比例缩放小横流风扇大小的比例值，基于CFD软件分别进行数值模拟并分析扇翼的升力情况。

可选地，所述调整双横流风扇的横向距离，分析气动特性随双横流风扇距离不同造成的影响的步骤具体包括：对于大横流风扇和小横流风扇之间的横向距离进行调整，设定多个横向距离值，基于CFD软件分别进行数值模拟并分析扇翼的升力情况。

可选地，所述方法还包括以下步骤：

在不同来流速度下，基于CFD软件分别进行数值模拟并分析具有双横流风扇的扇翼和具有单横流风扇的扇翼的升力情况。

进一步地，本发明还提供一种扇翼飞行器的双横流风扇扇翼，所述双横流风扇扇翼包括大横流风扇和小横流风扇，所述大横流风扇和所述小横流风扇之间设置有用于增加气流流动效果的气流通道。

可选地，所述大横流风扇和所述小横流风扇的最佳缩放比例为0.6，所述大横流风扇和所述小横流风扇的最佳横向距离为320mm。