旋翼飞行器|S-97发动机排气影响螺旋桨性能？西科斯基高速直升机的细节追求( 三 )
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图8机身/主旋翼/螺旋桨气动干扰分析（不含发动机排气）
上面这张图展示的是包含有主旋翼/机身/螺旋桨气动干扰的流场模拟图 。 下面图4展示的就是包含有发动机排气的对尾部螺旋桨气动干扰影响的流场模拟图 。 这张图片清晰展示了发动机排气与螺旋桨桨叶进行相互作用的细节 。
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图9发动机排气与螺旋桨之间的气动干扰示意图
图5展示的是飞行器纵向中心界面的速度流场模拟图 ， 该图对比了是否存在发动机排气影响向下的螺旋桨尾流情况 。 上面的图是没有主旋翼的 ， 但是有桨毂 ， 下面这张图就有主旋翼和发动机排气了 。 从图中可以看到最直观的对比就是主旋翼的下洗流显著改变了桨毂尾流的演变 。 使得桨毂尾流与发动机排气一道对尾部螺旋桨带来了更显著的气动干扰 。
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图10有无主旋翼+发动机排气状况下尾部螺旋桨的速度场对比图（上为无 ， 下为有 ， 空速130节 ， 1节≈1.852公里/时 ， 下同）
下面这张图左侧同样是没有主旋翼和发动机排气的 ， 而右边则有 ， 图中展示的是阻力分布情况 ， 其计算规则就是计算阻力方向的表面压强分布 。 对比来看 ， 可以发现平尾表面受力情况差异较大 ， 其迎角显然也有着显著的变化 。
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图11有无主旋翼+发动机排气状态下机体表面阻力分布对比图（左为无 ， 右为有）
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图12模型对应缩略语说明表——AV指的是S-97机身 ， DP指的是“离散螺旋桨桨叶“模型 ， Exh指的是发动机排气 ， VBM-MR指的是采用“虚拟桨叶模型”的主旋翼
下面这张图展示了不同的部件组合对于螺旋桨时间平均效率的影响 。 图中展示了三种不同的模型 ， 其对应的缩略语可以参考上面的图7 。 从下图可以看出 ， 增加了发动机排气之后 ， 尾部螺旋桨的效率提升了一点 ， 这是因为发动机排气的加入使得螺旋桨入流减小导致的 。 而主旋翼的加入对于发动机效率的提升更大 ， 这就是因为上文所提到的桨毂尾流在旋翼下洗流作用下与发动机排气一起作用到螺旋桨轴流内 ， 从而进一步降低了其入流占比 。
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图13相对螺旋桨效率对比图
下面的图9和图10展示的是飞行器各个部件的升阻力示意图 。 对飞行器各个部件阻力和升力方面影响最大的显然就是主旋翼的下洗流作用 。 总的来说 ， 飞行器的阻力增量是要大于发动机的升力增量的 。 此外 ， 从图中还可以看出 ， 所受到的相对影响最大的要算是平尾的升力了 ， 其升力由于受到主旋翼下洗流的作用 ， 甚至改变了方向 ， 而这个结论对于飞行器本身和主旋翼的配平计算都有着根本性的影响 。
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图14飞行器各部件阻力示意图
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图15飞行器各部件升力示意图
一点简单的总结
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图16总结的本质是对自己的激励
总结其实都是些老生常谈的东西 ， 写下来主要也是对自己的一些激励吧 。
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