El diseño general del ventilador ductado de diámetro variable en la aeronave
Autores: Gao, Yadong; Xu, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
El diseño general del ventilador ductado de diámetro variable en la aeronave
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Rotor de diámetro variable
Aeronave
Conducto
Rendimiento
Eficiencia
Vuelo en estacionario
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
El rotor de diámetro variable puede mejorar el rendimiento de vuelo de la aeronave tanto en vuelo estacionario como en vuelo hacia adelante, y un conducto puede mejorar aún más el rendimiento del rotor tanto en fuerza como en eficiencia. En estudios anteriores, estas dos partes siempre se han estudiado mediante el método de un factor a la vez, y el conducto carece de cambio de diámetro, por lo que no puede cooperar con el rotor de diámetro variable. En este artículo, se toma como prototipo el helicóptero utilitario chino Z9, y los parámetros estructurales del ventilador ductado de diámetro variable (VDDF) se seleccionan mediante un método de experimento ortogonal. Basado en la teoría del elemento de momento, se establece el modelo teórico aerodinámico del disco, y se obtienen los parámetros estructurales que pueden lograr la mejor eficiencia en vuelo estacionario/propulsión y la mejor relación de fuerza de elevación/empuje bajo diferentes modos en el rango ortogonal mediante el método de dinámica de fluidos computacional. Los parámetros estructurales del VDDF bajo las condiciones de trabajo establecidas se obtienen mediante una técnica de orden de preferencia por similitud a la solución ideal (TOPSIS) y el rendimiento de vuelo de la aeronave equipada con el VDDF es superior al del prototipo: el peso máximo de despegue aumenta un 25%; el techo de vuelo estacionario aumenta un 90%; la altitud de crucero aumenta un 11%; la velocidad de crucero aumenta un 23% y la velocidad máxima aumenta aún más. Sin embargo, puede ser necesario un mejor motor para proporcionar mayor potencia.
Descripción
El rotor de diámetro variable puede mejorar el rendimiento de vuelo de la aeronave tanto en vuelo estacionario como en vuelo hacia adelante, y un conducto puede mejorar aún más el rendimiento del rotor tanto en fuerza como en eficiencia. En estudios anteriores, estas dos partes siempre se han estudiado mediante el método de un factor a la vez, y el conducto carece de cambio de diámetro, por lo que no puede cooperar con el rotor de diámetro variable. En este artículo, se toma como prototipo el helicóptero utilitario chino Z9, y los parámetros estructurales del ventilador ductado de diámetro variable (VDDF) se seleccionan mediante un método de experimento ortogonal. Basado en la teoría del elemento de momento, se establece el modelo teórico aerodinámico del disco, y se obtienen los parámetros estructurales que pueden lograr la mejor eficiencia en vuelo estacionario/propulsión y la mejor relación de fuerza de elevación/empuje bajo diferentes modos en el rango ortogonal mediante el método de dinámica de fluidos computacional. Los parámetros estructurales del VDDF bajo las condiciones de trabajo establecidas se obtienen mediante una técnica de orden de preferencia por similitud a la solución ideal (TOPSIS) y el rendimiento de vuelo de la aeronave equipada con el VDDF es superior al del prototipo: el peso máximo de despegue aumenta un 25%; el techo de vuelo estacionario aumenta un 90%; la altitud de crucero aumenta un 11%; la velocidad de crucero aumenta un 23% y la velocidad máxima aumenta aún más. Sin embargo, puede ser necesario un mejor motor para proporcionar mayor potencia.