旋翼机对降落伞工作性能的影响

吴卓恒，余 莉,2，张思宇，贾 贺

(1.飞行器环境控制与生命保障工业和信息化部实验室(南京航空航天大学)，南京 210016；2.南京航空航天大学 航空学院，南京 210016；3.北京空间机电研究所，北京 100094)

自旋翼无人机因其飞行性能好、不受地形限制等优点，被广泛用于地质探测、搜救侦查以及科学研究等领域。但是，当在飞行过程中出现故障时，可能会发生严重的安全事故甚至坠毁。目前，已经广泛采用降落伞对固定翼无人机进行减速回收[1]，而对旋翼机回收的研究工作较少。当失控状态的旋翼机处于垂直下降时，旋翼产生的旋转流场[2]加剧了前体尾流的非定常变化，导致流向降落伞的流场变化紊乱.为探究旋翼扰动下物伞系统的流场特性以及伞衣气动性能变化，需要对旋翼机/降落伞的非定常复合流场展开深入的研究。

目前，旋翼流场的研究主要通过风洞试验和数值模拟，风洞试验能够真实反映旋翼的工作状态[3-4]，通过控制旋翼的状态参数获得准确的试验数据，但存在洞壁效应[5]、实验数据可重复性差[6]、成本代价高等问题。随着计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)的发展，数值模拟逐渐成为研究旋翼流场的重要手段，该方法通过直接求解流场控制方程(Euler方程或Navier-Stokes方程)[7-8]，能真实还原流场的细节变化，具备较高的求解精度。如文献[9-11]采用CFD方法对悬停状态下的旋翼流场进行了数值模拟，得到了桨叶附近真实的流场细节变化；文献[12-13]观察到前飞状态下的旋翼桨尖涡，分析了旋翼尾迹涡和下洗流的非定常流场特征变化；……