桨扇发动机是一种新型涡桨发动机,可适用于高速飞行。以某对转桨扇发动机三维模型为对象,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对桨扇滑流开展数值模拟。利用分区拼接网格技术对桨扇旋转区域和外流场域进行网格划分及拼接;在此基础上采用雷诺平均N-S(Navier-Stokes)方程,雷诺应力项采用RNG k-ε(k为湍动能,ε为耗散率)湍流模型,基于滑移网格方法,开展了针对不同来流马赫数、桨叶角及桨叶转速的流场的数值计算。结果表明桨叶角对于拉力影响较大,在桨叶角30°~35°,桨扇的拉力变化范围可达37.8%,功率变化可达28.4%。桨叶拉力随着转速的增大而增大,在转速达到1600 r/min后,前后排桨叶的拉力系数最大相差33%,当转速继续增大,气流通过前后排桨叶偏转角度大,气流失速严重,桨叶拉力增幅减小。通过对该型桨扇发动机流场的计算,定量获取了桨扇的...

为了研究对转桨扇的前后级桨距、级间距和桨扇直径等设计参数在不同进距比时对其性能的影响,采用NUMECA软件对一种高速对转桨扇的三维流场进行定常数值计算与分析。结果表明前后级桨距的变化对对转桨扇的性能影响较明显;级间距的变化对对转桨扇的性能影响不大;相比于原尺寸桨扇,直径越小,对转桨扇整体的性能下降越明显。

首先梳理了国外桨扇设计方法及风洞试验验证情况,并从已有的研究结果中归纳出,在巡航马赫数超过0.70条件下,先进对转桨扇的推进效率可达85.0%以上,且基本解决了气动设计问题,噪声水平也得到明显降低。其次介绍了国外桨扇发动机验证机或型号的桨扇部件研制进展,以及相关地面或飞行试验验证情况。最后分析了未来国际上桨扇发动机的研制趋势。可为我国未来对转桨扇技术的发展提供参考。