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

大尺度飞机螺旋桨风洞动力模拟试验系统设计

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210191

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

详细信息

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。

通讯作者:
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

中图分类号: V211.73
计量
- 文章访问数: 739
- HTML浏览量: 289
- PDF量: 223
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2021-04-25
- 刊出日期: 2021-11-28

Design of test system for large-scale propeller power simulation in wind tunnel

1.
Key Laboratory of Aerodynamic Noise Control，Low Speed Aerodynamics Institute， China Aerodynamics Research and Development Center，Mianyang Sichuan 621000，China
2.
School of Automation， Northwesten Polytechnical University，Xi'an 710129，China

摘要

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 $N ? m$ 、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。
- 大尺度 /
- 螺旋桨 /
- 气动 /
- 风洞 /
- 动力模拟
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.
- large-scale /
- propeller /
- aerodynamic /
- wind tunnel /
- power simulation

HTML

参考文献(22)

[1]	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.
[2]	周辉华.国外涡桨发动机的发展[J].航空科学技术，2013（1）:18-22.
[3]	李开复.特种风洞试验技术[M].北京:航空工业出版社，2010.
[4]	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.
[5]	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.
[6]	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.
[7]	VAKILI A,RADHAKRISHNAN S.Review of acoustic measurement techniques in wind tunnels[R].AIAA 2000-2204,2000.
[8]	DUELL E,WALTER J,ARNETTE S,et al.Recent advances in large-scale aeroacoustic wind tunnels[R].AIAA 2002-2503,2002.
[9]	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．
[10]	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.
[11]	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.
[12]	SUCCI G P,MUNRO D H,ZIMMER J A.Experimental verification of propeller noise prediction[R].AIAA-80-0994,1980.
[13]	WEIR D S,POWERS J O.Comparisons of predicted propeller noise with wind tunnel and flyover data[R].AIAA-87-0527,1987.
[14]	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.
[15]	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.
[16]	BRANDT J B,SELIG M S.Propeller performance data at a low reynolds numbers[R].AIAA 2011-1255,2011.
[17]	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.
[18]	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.
[19]	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.
[20]	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.
[21]	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.
[22]	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.