双级对转升力风扇性能和流场数值模拟研究*

郭 伟 孙艺宁 邓莉平

（1.西北工业大学 动力与能源学院；2.四川轻化工大学 机械工程学院）

0 引言

短距起飞/垂直降落（STOVL，Short Takeoff and Vertical Landing）战斗机结合了固定翼和旋翼飞机的优点[1]，因其在应对复杂起降环境（甲板、战场、山区等）时的优越性与可空中悬停的优点，一经问世就受到各航空大国的追捧[2-3]。对于STOVL战斗机来说，其内部升力推进技术非常复杂，目前世界上只有美、英、俄能够进行STOVL战斗机的自主研发。国际上目前较为成熟的STOVL战斗机所采用的推进系统主要分以下三种：一体式推进系统、组合式推进系统以及带升力风扇的复合式推进系统[4-8]。其中技术最为成熟可靠、性能优异的STOVL战斗机是带升力风扇的复合式推进系统的美国的F-35B战机，其采用升力风扇、矢量喷管、两侧机翼上的调姿喷管来实现短距起飞/垂直降落，其中升力风扇起着至关重要的作用。但一般的对转升力风扇由于要产生较大的垂直升力，就不可避免地要产生较大的陀螺力矩，对飞机的正常运行产生影响。因此，我们采用双级对转升力风扇结构进行改进来抵消产生的陀螺力矩。但采用对转升力风扇提高了流动的复杂度，提高了气动设计和实际应用的难度[9-11]。升力风扇中可能出现的主要典型流动结构包括尾缘分离、角区分离、泄漏涡等[12]。这些流动结构会对升力风扇气动性能产生很大影响，但国内对转升力风扇的有关研究尚处于起步阶段，对其内部流场和气动性能的细节及具体机理并不明确。……