分布式电推进短距起降飞机失速特性分析

刘吉禹; 涂良辉; 吕婧

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分布式电推进短距起降飞机失速特性分析

更新时间：2026-05-06

- 分布式电推进短距起降飞机失速特性分析
- Analysis of stall characteristics of a distributed electric propulsion short takeoff and landing aircraft
- 航空工程进展 2026年页码：1-11
- 作者机构：
  
  南昌航空大学航空宇航学院，南昌 330063
- 作者简介：
  
  涂良辉(1981-), 男, 博士, 教授。 E-mail: 71016@nchu.edu.cn
- 基金信息：
  
  江西省重点研发计划重点项目(20243BBG71006)
- DOI：
  中图分类号： V211
- 收稿：2026-03-16，
  
  修回：2026-04-21，
  
  网络首发：2026-05-06，
- 稿件说明：
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刘吉禹,涂良辉,吕婧. 分布式电推进短距起降飞机失速特性分析[J]. 航空工程进展.

LIU Jiyu,TU Lianghui,LYU Jing. Analysis of stall characteristics of a distributed electric propulsion short takeoff and landing aircraft[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering.(in Chinese)
刘吉禹,涂良辉,吕婧. 分布式电推进短距起降飞机失速特性分析[J]. 航空工程进展. DOI：

LIU Jiyu,TU Lianghui,LYU Jing. Analysis of stall characteristics of a distributed electric propulsion short takeoff and landing aircraft[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering.(in Chinese) DOI：

摘要

分布式电推进短距起降飞机的失速特性直接影响其起降安全性，但目前针对该构型在非正常工况（如高升力系统部分失效）下的失速行为研究仍不充分。以NASA X-57 Maxwell验证机的Mod-Ⅳ着陆构型为研究对象，建立基于激励盘模型的CFD数值模拟方法，将螺旋桨作用等效为体积力源项，耦合RANS方程与 SST

湍流模型，系统分析高升力螺旋桨系统对失速特性的影响，并探究不同功率等级及典型失效模式下的失速行为。结果表明：高升力系统开启后，失速迎角由15°推迟至17°，最大升力系数由2.87提升至4.52；随着功率等级的提高，升力系数持续上升，失速迎角进一步延后；部分失效状态下，升力曲线整体下移、失速提前；外侧电机失效虽导致失速较早发生，但最大升力系数较高；内侧失效则引起翼根分离提前，最大升力系数降幅更大，表明翼根螺旋桨对维持整体升力起关键作用。

Abstract

The stall characteristics of distributed electric propulsion short takeoff and landing （DEP-STOL） aircraft directly influence their takeoff and landing safety. However， research on the stall behavior of this configuration under abnormal conditions， such as partial failure of the high-lift system， remains insufficient. This study investigates the NASA X-57 Maxwell Mod-Ⅳ landing configuration using a CFD method based on the actuator disk model. The propeller effects are represented as body force source terms and coupled with the RANS equations and the SST

turbulence model. The influence of the high-lift propeller system on stall characteristics is systematically analyzed， and stall behaviors under different power levels and typical failure modes are examined. The results show that activating the high-lift system delays the stall angle of attack from 15° to 17° and increases the maximum lift coefficient from 2.87 to 4.52. As power level increases， the lift coefficient continuously rises and the stall angle is further delayed. Under partial failure conditions， the lift curve shifts downward and stall occurs earlier. Outboard motor failure leads to an earlier stall， but retains a higher maximum lift coefficient， while inboard motor failure

causes premature wing-root separation and a greater reduction in maximum lift coefficient， indicating that wing-root propellers play a critical role in maintaining overall lift.

关键词

Keywords

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