b. Hiremath 的实验结果
▲理论计算和试验结果的对比
综上所述,在后续对后行侧的叶素升阻力系数计算中,必须谨慎对待该现象,可通过计入尖锐后缘涡的影响来对升阻力插值表进行修正,拟采用的做法是对静态数据中后缘分离失速段做平滑处理,延缓后缘失速迎角的插值区间。
2.3 强偏流效应的修正▲偏流示意图
上图中Λ为偏流角,ut 为周向分量,V∞ 为前飞来流,则偏流角计算公式如下,其中ψ为方位角。
$$\Lambda = cos^{-1} (u_t/V_\infty)$$
$$u_t = V_\infty sin(\psi) $$
在高速飞行的时候,来流速度V∞ 径向分量和周向分量随方位角变化曲线如下图所示,其中径向分量指向桨尖为正,周向分量从前缘吹向后缘为正。
▲前飞来流桨叶周向和径向分量随方位角变化示意图
由此可见,径向分量Ur 在高速高前进比飞行过程中,相比于旋翼转速而言已经不可忽略,因此在高速高前进比旋翼的叶素气动参数计算过程中不计入偏流效应,很可能得到错误的结果,影响配平和性能计算的准确性。前行侧旋翼的偏流效应下叶素的气动力系数的求解中可以通过由Smith等人[3]提出的偏流效应修正公式来计入片偏流效应的影响:
$$c_l(\alpha) = c_{l_2d}(\alpha cos^2\Lambda)/cos^2\Lambda$$
$$c_d(\alpha) = c_{d_2d} ( \alpha cos\Lambda)/cos\Lambda$$
$$c_m(\alpha) = c_{m_2d}(\alpha cos^2\Lambda)/cos^2 \Lambda$$
式中下标2d表示未考虑偏流效应状态下的升阻力系数值。
而本文中为了计入高速状态下后行侧反流区中偏流效应带来的影响,主要针对典型翼型在后行侧反流区中存在不同偏流速度时的升阻力系数进行了计算,而后通过数据拟合,形成偏流效应修正的半经验修正策略,其基本思想就是通过拟合受偏流影响下的升阻力系数随方位角变化函数以及偏流角随方位角变化函数(下图所示就是一种拟合方式),最后通过函数间的对应关系,计算出修正的升力系数值。
▲升力系数随方位角变化示意图(反流区)