航空四冲程活塞发动机与恒速变矩螺旋桨匹配研究

雷乾乾 李强

摘要：为提高无人机推进系统的驱动能力和效率，实现螺旋桨与发动机整体系统优化，采用试验方法测量不同风速、不同油门、不同转速下螺旋桨推力、驱动功率等以研究桨发匹配规律。研究表明，风速对螺旋桨转速拓展影响显著;高油门状态匹配高转速2500rpm，中油门状态匹配中转速2200rpm可一定程度提高推力;滑油溫度高于65℃，风速接近40m/s，可大幅提高风车启动的成功几率。上述结论对后续该动力装置的装机应用具有指导意义。

Abstract： In order to improve the driving ability and efficiency of UAV propulsion system and optimize the overall system of propeller and engine， the propeller thrust and driving power under different wind speeds， throttles and speeds were measured by the test method to study the matching law of propeller.The results show that the influence of wind speed on propeller speed expansion is significant.The high throttle state matches the high speed 2500rpm， and the middle throttle state matches the middle speed 2200rpm， which can improve thrust to a certain extent.Oil temperature higher than 65℃， wind speed close to 40m/s， can greatly improve the success of the windmill start-up probability.The above conclusions are of guiding significance to the subsequent installation and application of the power device.

关键词：无人机;发动机;螺旋桨;风速;匹配

Key words： UAV;engine;propeller;wind speed;matching

中图分类号：V263.5                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）18-0026-04

0  引言

随着无人机应用场景的逐渐广泛，对其发动机性能的要求也越来越高。航空用活塞式发动机，具有价格低、结构简单、燃油经济性好、使用维护方便等特性。因此以航空活塞发动机匹配螺旋桨作为推进系统普遍应用于中低速无人机[1-3]。然而无人机飞行速度对推进系统可产生的推力、有效驱动功率及螺旋桨自身功率消耗等影响显著，因此在模拟飞行的流场环境中进行螺旋桨特性试验和匹配尤为必要[4]。

基于风洞试验，以螺旋桨和发动机作为研究对象寻求二者之间的合理匹配，对提高无人机整体性能和优化设计具有重要意义。

1  研究对象及主要内容

1.1 研究对象

本文以某型航空四冲程活塞发动机为研究对象，其主要参数如表1所示。

该型发动机为水平对置、直驱式、空气冷却、六缸活塞发动机。该发动机配备两个并联涡轮增压器，临界增压高度为6000m。……