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作者:查家军;王正平;张晓辉;程奥祖;胡馨元;
单位:北京理工大学;
摘要:针对当前电动巡飞弹动力系统难以适应高原环境的问题,提出一种总体设计需求牵引的螺旋桨快速估计与优化设计方法。首先,将高原电动巡飞弹总体设计需求映射到螺旋桨设计关键参数;然后,基于片条理论提出一种修正系数计算模型,对高原环境下电动巡飞弹的螺旋桨气动性能进行计算。使用已建立的螺旋桨气动性能快速计算模型,针对高原环境对螺旋桨扭转角、弦长分布和桨直径等参数以螺旋桨最大效率为目标进行优化设计。结果表明,螺旋桨计算模型推力和效率的计算结果在数值和趋势上与官网数据和CFD仿真结果吻合,其中最大误差低于7%;以弹簧刀300巡飞弹为研究对象,在螺旋桨直径不变的情况下优化后螺旋桨推力提高了88.9%,效率提高了5.5%,满足巡飞弹海拔5 km的高原环境飞行需求;在螺旋桨直径变化的情况下,随着直径的增大,效率持续小幅提升,直径27.94 cm时可达到最大效率77.7%,研究工作可为高原巡飞弹动力设计提供技术支撑。
关键词:螺旋桨;;片条理论;;电动巡飞弹;;高原环境;;代理模型;;气动计算;;优化设计