免费论文摘要：平流层低动静遨游器高效电钻桨安排本领接洽

低动静遨游器在平流层遨游时，因为平流层大气密度小，气压低，依照惯例本领安排的电钻桨推力小、功效偏低。同声在升起、接收进程中，气动参数的较大变革，也会对电钻桨的功效和推力带来明显感化。所以，发展符合大跨度遨游莫大遨游宁静流层低密度大气情况的高效电钻桨接洽，对缩小动力需乞降遨游负载，激动总体安排的轻型化具备要害意旨。这为保守意旨上的电钻桨安排与创造本领提出新的挑拨。正文贯串片条气动表面，为能研制出具备高效、轻质、低Re数等便宜的平流层低动静遨游器高效新式电钻桨举行了电钻桨气动安排本领接洽，电钻桨CFD数值模仿本领接洽，电钻桨大地风洞缩比模子考查本领接洽和电钻桨优化安排本领接洽，所博得的重要接洽功效如次：1. 对准平流层低密度低Re数大气情况特性，沿用等Re数、等应力和低Re数高升力翼型拉拢的安排规则，初次对平流层高效轻质电钻桨举行了安排，给出了满意安排目标的定矩变速三叶电钻桨计划，安排计划赢得了国度专利。为了安排出平流层低密度情况下高效轻质电钻桨，平流层电钻桨桨叶安排上引入了等Re数安排规则和等应力安排规则，沿用定矩变速三叶电动电钻桨计划，采用低Re数高升力翼型S1223，安排出了满意在莫大H=20km的太空，来流风速20m/s下，张力T=490N，功效为75.8%的平流层高效电钻桨气动形状计划。所安排的电钻桨直径D=6.5m，桨毂直径d0=1.3m，特性面0.7R处的安置角为20.5°，桨叶功效因子62.3，最大宽窄0.516m，桨尖Ma=0.353。进而为平流层低动静遨游器高效电钻桨的气动形状供给了本领扶助和本领参考。2. 沿用CFD数值模仿本领对平流层电钻桨气动形状安排计划举行了数值计划接洽，领会评价低Re数对电钻桨完全气动本能的感化，考证了平流层低动静遨游器高效轻质电钻桨安排计划的有理性和实用性。平流层低动静遨游器电钻桨的平飞速率小，回旋速率低，桨尖与桨根区震动搀杂，三维效力鲜明，片条表面气动计划在确定水平上遭到控制。为了考证安排出的平流层电钻桨计划的有理性和实用性，正文对安排出的平流层电钻桨沿用FLUENT流体计划软硬件采用SST k-w二方程湍流模子在H=20km太空的各别风速下的三维流场举行了数值模仿接洽，在固连于电钻桨的回旋坐标系下求解定常震动遏制方程去模仿处置在大地弹性坐标系下电钻桨绕流的非定常题目，辨别计划了各别来流速率和转速下电钻桨的气能源和完全气动本能弧线。截止表白，数值模仿计划截止与电钻桨片条表面气动计划截止基础符合。3. 鉴于对电钻桨大地一致表面的接洽，平流层电钻在大地惯例密度风洞中沿用Re和进步比一致规则模仿平流层低密度大气情况举行了缩比模子考查接洽。大地不完备径直模仿低密度低Re数情况的风洞考查前提，为了在大地惯例密度风洞中模仿平流层低密度大气情况，正文按照电钻桨搀杂震动前提，举行了电钻桨的大地一致表面接洽，最后沿用Re和进步比一致规则安排了平流层电钻桨的大地风洞缩比模子，创造了电钻桨的大地风洞考查平台。经过试验截止、片条表面计划截止和数值模仿计划截止的比较可看出，三者基础符合。进而证明了平流层高效电钻桨片条计划截止和数值计划截止的精确性。同声大地风洞考查截止还表白，不妨忽视密度比因子对平流层电钻桨一致性参数的感化，进而证明了在大地惯例密度风洞中不妨沿用Re和进步比一致规则举行缩比模子考查。4. 鉴于平流层低动静遨游器高效电钻桨气动形状，沿用径直探求优化算法EXTREM和片条气动表面创造了平流层电钻桨的气动优化安排平台，以功效为目的因变量对电钻桨的弦长和安置角举行了双变量优化安排，进而使平流层电钻桨功效获得进一步普及。从平流层低动静遨游器电钻桨安排进程看，因为遭到安排规则的控制，安排进程中主假如经过给定几种各别参数的电钻桨，领会参数对电钻桨本能的感化，而后居中采用适合安排诉求，本能较好的动作最后安排计划，对电钻桨功效普及没有举行过多的接洽。为特出到高效轻质的平流层电钻桨气动形状，正文贯串具备抑制快和不必求导的便宜的径直探求优化算法EXTREM和片条气动表面，对向来安排出的平流层电钻桨的弦长和安置角举行了以功效为目的的双变量优化安排，从构造和缓动两上面举行了归纳优化安排，创造了平流层电钻桨的气动优化安排平台。结果优化安排出了在莫大H=20km，来流风速为20m/s下，张力T=490N，功效为78%的平流层高效电钻桨气动形状计划。经过对优化桨和原安排桨的片条表面计划截止和数值计划截止的比较，可得出不管是在安排状况还利害安排状况，优化桨的功效都比原安排桨有所普及。

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