后缘小翼对旋翼气动特性的控制机理及参数分析

马奕扬，招启军

南京航空航天大学 直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016

在直升机前飞速度和旋翼旋转速度的综合作用下，直升机桨叶在前行侧(跨声速区)和后行侧(低速区)分别面临着不同的来流条件。为了避免由此带来的较大滚转力矩，后行桨叶总是处在迎角较大的状态下，而前行桨叶的迎角则较小。迎角的这一周期性变化会引起复杂的非定常动态失速现象，动态失速会导致阻力系数、力矩系数的突增以及较大的俯仰力矩和振动载荷的产生[1]，从而严重制约着直升机气动性能和飞行速度的提高。

近年来，寻找能在不同飞行条件下提高旋翼性能的控制技术逐渐成为热点。传统的被动设计技术，包括桨叶几何外形优化、固定前缘条等，很难同时满足对前行桨叶压缩性以及后行桨叶失速特性的不同要求。因此，主动流动控制技术逐渐成为目前直升机旋翼技术的一个重要领域，例如动态前缘、合成射流技术[2]以及后缘小翼(TEF)控制等。其中，主动控制后缘小翼技术由于其结构紧凑、重量轻、需用功率小、带宽高的特点[3]，根据不同的需求，每片桨叶后缘处可以设计一片或多片后缘小翼，从而增加控制的自由度，通过控制小翼合理的偏转，产生附加的气动力/力矩，影响旋翼的流场与气动弹性响应，实现多样化的控制目标，例如抑制振动及噪声、提高旋翼性能以及增加旋翼的动力学稳定性。相比于其他旋翼主动控制方法，后缘小翼主动控制系统可以将其完全镶嵌于桨叶内部，不会增加额外的气动阻力。……