风速对小型旋翼无人机螺旋桨的影响分析

作     者：孙毅刚 刘永臻 单泽众 刘聪 盛文泰 SUN Yi-gang;LIU Yong-zhen;SHAN Ze-zhong;LIU Cong;SEHNG Wen-tai

作者机构：中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航大学空中交通管理学院天津300300 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第29期

页      面：13096-13103页

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中国民航大学实验技术创新基金(2021CXJJ43) 中国民航大学研究生科研创新项目(2020YJSZXS29) 

主　　题：小型旋翼无人机 气动特性 风洞试验 来流风速 

摘      要：为研究风速对小型旋翼无人机的气动特性的影响,在中国民航大学风洞试验室模拟不同来流下无人机的飞行状态,通过动力测试系统测量螺旋桨的拉力、扭矩、系统效率、桨力效等参数,并分析了风速对螺旋桨性能参数的影响。并进行了计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)数值模拟,计算了T-MOTOR直径558 mm的碳纤维螺旋桨,并与试验结果进行对比验证模型的有效性。通过试验与数值模拟分析风速影响下小型旋翼螺旋桨不同风速与不同转速的参数变化。结果表明,数值模拟与风洞试验具有一致性,其中扭矩误差在5%以内,拉力误差在13%以内,且风速对小型旋翼无人机动力系统参数具有极大的影响,对无人机飞行的安全性具有严重的威胁。通过研究可为小型旋翼无人机的优化与风速对适航安全提供参考。