Investigación de las características del flujo interno de la entrada del motor de una aeronave de rotor inclinado en un entorno de ráfagas
Autores: Zhu, Haicheng; He, Xiaoming; Zhang, Yue; Cheng, Daishu; Wang, Ziyun; Huang, Yufeng; Tan, Huijun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación de las características del flujo interno de la entrada del motor de una aeronave de rotor inclinado en un entorno de ráfagas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Despegue vertical
Aterrizaje
Aeronave de rotor inclinado
Entrada
Flujo interno
Ráfagas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
En el estado de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) de las aeronaves de rotor inclinado, la entrada del conducto encuentra el flujo de aire entrante en un ángulo de ataque de 90 grados, lo que resulta en características de flujo interno altamente complejas que son extremadamente susceptibles a ráfagas. Mientras tanto, la calidad del flujo en la salida del conducto afecta directamente el rendimiento del motor de la aeronave. Este trabajo utilizó un método de simulación numérica no estacionaria basado en mallas deslizantes para investigar las características del flujo interno de la entrada durante el estado de flotación de una aeronave típica de rotor inclinado y los efectos de las ráfagas frontales en las características aerodinámicas de la entrada. Los resultados muestran que durante el estado de flotación, la entrada de la aeronave de rotor inclinado presenta tres pares de vórtices transversales y un vórtice longitudinal en el plano de interfaz aerodinámica (AIP). Los vórtices transversales generados debido al movimiento rotacional del aire tienen la mayor escala y ejercen la influencia más fuerte en el rendimiento de la entrada, que se caracteriza por características no estacionarias pronunciadas. Además, hay fuertes características no estacionarias presentes dentro de la entrada. Las ráfagas frontales afectan principalmente la energía mecánica y la no uniformidad del aire succionado hacia la entrada al influir en la dirección del flujo inducido por el rotor, afectando así el rendimiento de la entrada. Las ráfagas frontales más grandes tienen efectos beneficiosos en el rendimiento de la entrada. Cuando la velocidad de la ráfaga alcanza 12 m/s, hay un aumento del 1.01% en la recuperación de presión total de la entrada, una disminución del 25.72% en el índice de distorsión circunferencial y una reducción del 62.84% en el área donde el ángulo de remolino excede los 15 grados. Por el contrario, cuando la velocidad de las ráfagas frontales alcanza 12 m/s en la dirección opuesta, la recuperación de presión total de la entrada disminuye en un 1.13%, el índice de distorsión circunferencial aumenta en un 14.57% y el área donde el ángulo de remolino excede los 15 grados aumenta en un 69.59%, afectando negativamente el rendimiento de la entrada. Además, la presencia de ráfagas altera las características no estacionarias dentro de la entrada.
Descripción
En el estado de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) de las aeronaves de rotor inclinado, la entrada del conducto encuentra el flujo de aire entrante en un ángulo de ataque de 90 grados, lo que resulta en características de flujo interno altamente complejas que son extremadamente susceptibles a ráfagas. Mientras tanto, la calidad del flujo en la salida del conducto afecta directamente el rendimiento del motor de la aeronave. Este trabajo utilizó un método de simulación numérica no estacionaria basado en mallas deslizantes para investigar las características del flujo interno de la entrada durante el estado de flotación de una aeronave típica de rotor inclinado y los efectos de las ráfagas frontales en las características aerodinámicas de la entrada. Los resultados muestran que durante el estado de flotación, la entrada de la aeronave de rotor inclinado presenta tres pares de vórtices transversales y un vórtice longitudinal en el plano de interfaz aerodinámica (AIP). Los vórtices transversales generados debido al movimiento rotacional del aire tienen la mayor escala y ejercen la influencia más fuerte en el rendimiento de la entrada, que se caracteriza por características no estacionarias pronunciadas. Además, hay fuertes características no estacionarias presentes dentro de la entrada. Las ráfagas frontales afectan principalmente la energía mecánica y la no uniformidad del aire succionado hacia la entrada al influir en la dirección del flujo inducido por el rotor, afectando así el rendimiento de la entrada. Las ráfagas frontales más grandes tienen efectos beneficiosos en el rendimiento de la entrada. Cuando la velocidad de la ráfaga alcanza 12 m/s, hay un aumento del 1.01% en la recuperación de presión total de la entrada, una disminución del 25.72% en el índice de distorsión circunferencial y una reducción del 62.84% en el área donde el ángulo de remolino excede los 15 grados. Por el contrario, cuando la velocidad de las ráfagas frontales alcanza 12 m/s en la dirección opuesta, la recuperación de presión total de la entrada disminuye en un 1.13%, el índice de distorsión circunferencial aumenta en un 14.57% y el área donde el ángulo de remolino excede los 15 grados aumenta en un 69.59%, afectando negativamente el rendimiento de la entrada. Además, la presencia de ráfagas altera las características no estacionarias dentro de la entrada.