分布式电推进飞机动力偏航过程滑流效应建模与分析

作     者：田宇 寇鹏 姚轩宇 郭瑞 梁博华 梁得亮 

作者机构：西安交通大学电气工程学院电工材料电气绝缘全国重点实验室 中国航空发动机研究院 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51737010) 

主　　题：分布式电推进 横航向 推力差动 滑流效应 涡管涡环耦合模型 

摘      要：推力差动可用于分布式电推进飞机的横航向控制，实现动力偏航。然而，在推力差动过程中，不同推进器滑流效应对覆盖区域的升力与阻力影响不同，会产生附加的横侧向力矩，这是动力偏航控制中必须考虑的因素。对此，本文建立了涡管涡环耦合模型评估分布式电推进器与机翼之间的气动干扰。通过本文模型计算偏航过程中由螺旋桨滑流效应引起的横侧向力矩，完善了考虑滑流效应的分布式电推进飞机横航向飞行动力学方程，并构造了动力偏航控制器。进行动力偏航仿真，从偏航过程中截取一个时刻的飞行状态，将本文模型计算结果与CFD仿真结果进行对比。对比结果显示，涡管涡环耦合模型可有效刻画分布式电推进飞机偏航过程中滑流效应对机翼的气动影响，其中，由滑流效应产生滚转力矩的计算误差为3.22%，耗时小于5分钟。