直升机机身气动外形的低阻优化设计

李杰, 徐明, 李建波

(1.中国直升机设计研究所 总体气动室, 江西 景德镇 333001;2.南京航空航天大学 直升机旋翼动力学国家重点实验室, 江苏 南京 210016)



直升机机身气动外形的低阻优化设计

李杰1, 徐明2, 李建波2

(1.中国直升机设计研究所 总体气动室, 江西 景德镇 333001;2.南京航空航天大学 直升机旋翼动力学国家重点实验室, 江苏 南京 210016)

直升机机身阻力是飞行阻力的主要来源之一,通过对机身外形的优化设计,能够实现直升机的高效低阻飞行。首先,把机身划分为头部、中段和尾梁三段,对其外形轮廓线进行CST参数化表示;其次,采用拉丁超立方法选取试验设计样本点,计算各样本点的阻力系数,构造Kriging代理模型,估计模型预测的精度;最后,选用序列二次规划算法对其进行优化,并对优化后的机身模型进行了风洞试验。通过计算分析可知:所建立的Kriging代理模型能够精确预测阻力系数值,优化后得到了机身的设计参数;机身阻力系数减小了15.3%,理论值与试验值吻合良好。

直升机机身; 气动外形; CST方法; 优化设计

0 引言

降低直升机机身阻力已成为直升机设计的一项重要工作。在早期的直升机机身外形设计中,由于理论分析手段尚未成熟,主要通过风洞试验来研究直升机机身的气动特性,根据经验来设计低阻的直升机机身外形。目前,国内外通常采用CFD预估和直升机机身模型的风洞试验来研究机身减阻问题。但是,CFD预估得到的机身外形不一定最优,风洞试验也存在周期长、代价高的缺点。……