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申请/专利权人：北方工业大学;哈尔滨工业大学(威海)

摘要：本发明公开了一种基于叶素‑动量理论的螺旋桨1P气动载荷计算方法，涉及飞机螺旋桨气动载荷计算领域，包括如下步骤：步骤一、基于叶素‑动量理论建立有斜向来流的螺旋桨1P气动载荷数学模型；步骤二、使用Prandtl翼尖修正方法和桨根流动修正方法对建立的数学模型进行修正；步骤三、使用Matlab软件开发基于修正后的数学模型建立螺旋桨1P载荷计算运行程序。本发明建立的数学模型能够快速、准确地计算出螺旋桨1P载荷气动特性参数，大大缩短了计算时间，提高了计算效率。

主权项：1.一种基于叶素-动量理论的螺旋桨1P气动载荷计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、基于叶素-动量理论建立有斜向来流的螺旋桨1P气动载荷数学模型，步骤如下：步骤（1.1）、定义螺旋桨坐标系定义，对来流速度进行分解；步骤（1.2）、根据叶素理论，计算气流相对叶素产生的合成速度VR；步骤（1.3）、对于N个螺旋桨叶片，计算叶片旋转一周产生的平均拉力与扭矩；步骤（1.4）、引入peterpitt入流模型，描述诱导速度Via和相位角的关系；步骤（1.5）、结合步骤（1.2）-（1.4），求解出螺旋桨圆环中心的诱导速度Via,0，从而求得所需的叶素扫过一周产生拉力dT和克服扭矩dQ；步骤（1.6）、在展向位置各处重复步骤（1.2）-（1.5）并叠加各个dT、dQ即可求得在有来流迎角情况下的气动性能，气动性能包括拉力与扭矩；步骤二、使用Prandtl翼尖修正方法和桨根流动修正方法对建立的数学模型进行修正，步骤如下：步骤（2.1）、引入Prandtl翼尖修正模型，建立修正系数Fprandtl在螺旋桨桨叶展向位置分布情况的函数；步骤（2.2）、使用桨根流动修正方法，建立Fcl函数；步骤（2.3）、将Fprandtl和Fcl同时乘以对应的翼型升力系数即可得到修正后的升力系数，后续都用修正后的升力系数进行计算；步骤三、使用Matlab软件开发基于修正后的数学模型建立螺旋桨1P载荷计算程序；所述步骤（1.1）中，螺旋桨坐标系中，垂直于桨盘方向为X轴，桨盘所在平面定义为YZ面，表示来流速度V与桨盘转轴X轴的夹角，因而来流速度V可以分解为轴向分量VX和桨盘切向分量VYZ，表达式为（1）和（2）： （1） （2）将切向分量VYZ进一步分解可以得到垂直于叶片前缘的和平行于叶片径向的，表示相位角，表达式如下： （3） （4）其中，表示桨叶相位角；所述步骤（1.2）中，气流相对叶素产生的合成速度VR表达式为（5）： （5）其中，Via表示螺旋桨桨叶每段的轴向诱导速度，dL表示垂直于合成流VR的瞬时升力，dD表示沿着VR的阻力，ω表示旋转角速度，r表示桨叶任意位置处的半径；所述步骤（1.3）中，对于N个螺旋桨叶片，旋转一周产生的平均拉力与扭矩表达式为（6）和（7）： （6） （7）其中，dT表示拉力，dQ扭矩，代表密度，代表弦长，代表升力系数，代表阻力系数，表示合成入流角；根据动量理论结合伯努利方程和动量守恒定理，得出拉力与扭矩的计算公式分别为（8）和（9）： 8 9其中，表示穿过螺旋桨的合成流速，是关于桨叶方位角的函数，表达式为（10）： 10。

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