大尺度飞机螺旋桨风洞动力模拟试验系统设计

雷红胜; 陈正武; 王政; 窦满峰; 赵昱

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210191

Chinese

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

大尺度飞机螺旋桨风洞动力模拟试验系统设计

气动热力学与总体设计 | 更新时间：2025-04-07

- 大尺度飞机螺旋桨风洞动力模拟试验系统设计
- Design of test system for large⁃scale propeller power simulation in wind tunnel
- 航空动力学报 2021年36卷第11期页码：2261-2270
- 作者机构：
  
  1.中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所气动噪声控制重点实验室，四川绵阳 621000
  2.西北工业大学自动化学院，西安 710129
- 作者简介：
  
  雷红胜（1981-），男，高级工程师，硕士，主要从事风洞自动控制研究。
  陈正武（1981-），男，副研究员，硕士，主要从事气动声学研究。E⁃mail：chenzhengwu001@163.com
- 基金信息：
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210191
  中图分类号：
- 稿件说明：
移动端阅览
雷红胜, 陈正武, 王政, 等. 大尺度飞机螺旋桨风洞动力模拟试验系统设计[J]. 航空动力学报, 2021,36(11):2261-2270.

Hongsheng LEI, Zhengwu CHEN, Zheng WANG, et al. Design of test system for large⁃scale propeller power simulation in wind tunnel[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(11): 2261-2270.
雷红胜, 陈正武, 王政, 等. 大尺度飞机螺旋桨风洞动力模拟试验系统设计[J]. 航空动力学报, 2021,36(11):2261-2270. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210191.

Hongsheng LEI, Zhengwu CHEN, Zheng WANG, et al. Design of test system for large⁃scale propeller power simulation in wind tunnel[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(11): 2261-2270. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210191.

摘要

以开展某型飞机螺旋桨气动力和气动噪声研究为目的，结合5.5 m×4 m航空声学风洞实际，设计了一套动力模拟试验系统。该系统以300 kW高功率密度永磁电动机为核心，通过配套相应的电源、驱动、控制、支撑等，实现了大尺度螺旋桨的动力模拟，并开展了相关试验验证。结果表明：该系统额定转速和转矩分别高达5 000 r/min和573

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=22488446&type=

http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=22488442&type=

6.77333355

2.45533323

、转速控制精度优于±0.5 r/min，且具有较低的自身噪声级和良好的电磁兼容性能，拉力系数试验重复性精度优于0.000 7等。该系统的建立能有效地满足大尺度飞机螺旋桨相关风洞试验研究的动力模拟需求，进一步拓展了国内低速空气动力学试验模拟能力。

Abstract

In order to study the aerodynamic and aeroacoustic properties of a certain type of aircraft propeller，a set of power simulation test system was designed in 5.5 m×4 m aeroacoustic wind tunnel.Taking the 300 kW high power density permanent magnet motor as the core，the system realized the power simulation of large⁃scale propeller by matching the corresponding power supply，drive，control，support and so on.Meanwhile the test verification was carried out.The results showed that the speed and torque of the equipment were as high as 5 000 r/m and 573 N·m respectively，and the speed control accuracy was better than ±0.5 r/min.And also it had low noise level and good electromagnetic compatibility，and the test repeatability accuracy was better than 0.000 7.The establishment of the system can effectively meet the requirements of the large⁃scale propeller power simulation and further expand the low⁃speed aerodynamic test simulation capabilities.

关键词

Keywords

references

刘新建 . 国产涡桨发动机的发展方向剖析 [J]. 电子世界， 2014 （ 3 ）: 106 ⁃ 107 .

LIU Xinjian . The analysis of development direction of domestic turboprop engine [J]. Electronics World , 2014 （ 3 ）: 106 ⁃ 107 . （in Chinese）

周辉华 . 国外涡桨发动机的发展 [J]. 航空科学技术， 2013 （ 1 ）: 18 ⁃ 22 .

ZHOU Huihua . The development prospect of turbo⁃propeller engines abroad [J]. Aeronautical Science and Technology , 2013 （ 1 ）: 18 ⁃ 22 . （in Chinese）

李开复 . 特种风洞试验技术 [M]. 北京 : 航空工业出版社， 2010 .

龚小权，马明生，张健，等 . 基于非结构重叠网格的螺旋桨滑流非定常数值模拟 [J]. 航空动力学报， 2018 , 33 （ 2 ）: 345 ‑ 354 .

GONG Xiaoquan ， MA Mingsheng ， ZHANG Jian ， et al . Unsteady numerical simulation of propeller slipstream based on un⁃structured chimera grid [J]. Journal of Aerospace Power , 2018 , 33 （ 2 ）: 345 ⁃ 354 . （in Chinese）

高永卫，乔志德 . 螺旋桨风洞实验气动声学相似准则研究 [J]. 西北工业大学学报， 2005 , 23 （ 4 ）: 430 ⁃ 434 .

GAO Yongwei , QIAO Zhide . A new propeller aeroacoustic scaling law [J]. Journal of Northwestern Polytechnical University ， 2005 ， 23 （ 4 ）: 430 ⁃ 434 . （in Chinese）

史文博，李杰 . 对转螺旋桨流场气动干扰数值模拟 [J]. 航空动力学报， 2019 , 34 （ 4 ）: 829 ⁃ 837 .

SHI Wenbo ， LI Jie . Numerical simulation of contra⁃rotating propeller flowfield aerodynamic interactions [J]. Journal of Aerospace Power , 2019 , 34 （ 4 ）: 829 ⁃ 837 . （in Chinese）

VAKILI A , RADHAKRISHNAN S . Review of acoustic measurement techniques in wind tunnels [R].AIAA 2000 ⁃2204 , 2000 .

DUELL E , WALTER J , ARNETTE S , et al . Recent advances in large‑scale aeroacoustic wind tunnels [R].AIAA 2002 ⁃2503 , 2002 .

李征初，王勋年，陈洪，等．螺旋桨滑流对飞机机翼流场影响试验研究 [J]．流体力学实验与测量， 2000 ， 14 （ 2 ）: 44 ⁃ 48 ．

LI Zhengchu , WANG Xunnian , CHEN Hong , et al . Experimental research of influence of propeller slipstream on wing flow field [J]. Experiments and Measurements in Fluid Mechnics ， 2000 , 14 （ 2 ）: 44 ⁃ 48 . （in Chinese）

EHAB A E , COLIN P B . Experimental investigation of the effect of propeller slipstream on boundary layer behavior at low Reynolds number [R].AIAA 2000 ⁃4123 , 2000 .

DOBRZYNSKI W M , HELLER H H , POWERS J O , et al . DFVLR/FAA propeller noise tests in the German⁃Dutch wind funnel DNW [R]. DFVLR⁃IB⁃129⁃86/3 , 1986 .

SUCCI G P , MUNRO D H , ZIMMER J A . Experimental verification of propeller noise prediction [R]. AIAA⁃80⁃0994 , 1980 .

WEIR D S , POWERS J O . Comparisons of predicted propeller noise with wind tunnel and flyover data [R]. AIAA⁃87⁃0527 , 1987 .

项松，杨凤田，吴江，等 . 某型两叶螺旋桨的设计及风洞试验 [J]. 飞行力学， 2019 ， 37 （ 2 ）: 83 ⁃ 91 .

XIANG Song ， YANG Fengtian ， WU Jiang ， et al . Design and wind tunnel test of a two⁃blade propeller [J]. Flight Dynamics ， 2019 ， 37 （ 2 ）: 83 ⁃ 91 . （in Chinese）

EMEO G R , GESTINO E , PACINO M , et al . Design and testing of a propeller for a two⁃seater aircraft powered by fuel cells [J]. Journal of Aerospace Engineering , 2012 , 226 : 804 ‑ 816 .

BRANDT J B , SELIG M S . Propeller performance data at a low reynolds numbers [R].AIAA 2011 ⁃1255 , 2011 .

霍国，康洪铭，李涵，等 . 风洞螺旋桨试验电动机现状及发展方向 [J]. 兵工自动化， 2016 ， 35 （ 11 ）: 20 ⁃ 23 .

HUO Guo ， KANG Hongming , LI Han , et al . Status and development direction of propeller test motor in wind tunnel [J]. Ordnance Industry Automation , 2016 , 35 （ 11 ）: 20 ⁃ 23 . （in Chinese）

金承信 , 尹迪义 , 竹朝霞，等 . NF⁃3风洞螺旋桨动力实验的实时采集 [J]. 机械科学与技术， 2001 ， 20 （ 4 ）: 575 ⁃ 578 .

JIN Chengxin ， YIN Diyi , ZHU Zhaoxia , et al . On real⁃time data acquisition of propeller power experiment in NF⁃3 wind tunnel [J]. Mechanical Science and Technology , 2001 , 20 （ 4 ）: 575 ⁃ 578 . （in Chinese）

TREBBLE W J G , WILLIAMS J , DONNELLY R P . Propeller noise at model⁃ and full⁃scale [J]. Journal of Aircraft , 1983 ， 20 （ 1 ）: 34 ⁃ 41 .

张小飞 , 陈华伟，仇小锋，等 . 阵列信号处理及MATLAB实现 [M]. 北京 : 电子工业出版社， 2015 .

惠增宏 , 乔奕 , 竹朝霞 . 飞机模型带动力风洞实验高功率密度电动机研制 [J]. 微电动机， 2006 ， 39 （ 6 ）: 19 ⁃ 25 .

HUI Zenghong , QIAO Yi , ZHU Zhaoxia . Research on high power density motor used for wind tunnel test of propeller aerocraft model [J]. Micromotors ， 2006 ， 39 （ 6 ）: 19 ⁃ 25 . （in Chinese）

严静妮，窦满峰、吴转峰 . 稀土永磁同步电动机转子温升探讨 [J]. 微电动机， 2006 , 39 （ 8 ）: 38 ⁃ 40 .

YAN Jingni , DOU Manfeng , WU Zhuanfeng . Research on rotor temperature rise of REPM synchronous motor [J]. Micromotors ， 2006 ， 39 （ 8 ）: 38 ⁃ 40 . （in Chinese）

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

平流层飞艇三叶螺旋桨结构优化方法

前/后置螺旋桨对涡桨发动机性能影响的整机试验

一种高空飞艇螺旋桨结构多目标优化设计方法

螺旋桨滑流对发动机进气道气动性能的影响

基于自适应MOMEDA滚动轴承故障特征提取方法