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题名固定翼民机的新能源关键技术研发现状与展望
被引量：3
- 1
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作者
雷国东
徐悦
陈少军
朱海涛
段辰龙
吴耕宇
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机构
中国航空研究院
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出处
《航空科学技术》
2024年第1期1-14,共14页
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基金
航空科学基金(2019ZA004003)
中国航空研究院五性自立科学基金(ZC272006201)
电功率兆瓦级新能源航空器关键技术(2022YFB4300200)。
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文摘
新型能源的存储、运输及转化是制约新能源固定翼民机发展的主要“瓶颈”和关键技术,如动力电池的质量能量密度过低导致储能重量过大是制约全电新能源民机发展的“瓶颈”,氢气的体积能量密度过低导致的储能容积过大以及运输困难问题是制约氢能新能源飞机发展的“瓶颈”;可持续航空燃料(SAF)民机的应用则主要受到SAF的转化成本制约。能源到推进的转化(如纯电能推进、氢燃料电池电机推进及油电混动推进)存在的主要问题是高功率密度与大功率电机的研制,使用分布式电推进技术可以部分地解决这类电机问题,但氢燃料电池的质量与体积功率密度仍然是阻碍其在大型飞机上推广应用的主要制约因素,使用氢气作为航空发动机的燃料则不仅存在高压或低温燃料运输及在飞机上存储的技术问题,氢燃料的特殊理化性质也会带来有别于液体碳氢燃料的特殊安全性问题。本文对比和归纳了几种替代能源在民用航空器上应用的可能性,推论得到绿色SAF或液化天然气(LNG)类碳氢燃料,相对直接使用液氢燃料更具可行性,即绿氢与直接大气捕获二氧化碳的化工或生物合成燃料更具可行性,可作为新能源航空器发展的参考和指导。
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关键词
质量能量密度
体积能量密度
SAF
功率密度
分布式电推进
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Keywords
mass energy density
volume energy density
SAF fuel
power density
distributed electric propulsion
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分类号
V27
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名一种高效的舵面偏转气动力计算方法研究
被引量：1
- 2
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作者
吴耕宇
白文
瞿丽霞
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机构
中国航空研究院
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出处
《航空科学技术》
2021年第6期21-26,共6页
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文摘
飞机设计过程中需要掌握各种舵面偏转气动特性。采用计算流体力学(CFD)技术计算舵面偏转气动力时,不同的舵面偏转角度通常需要生成不同的网格、网格变形或重构,这一过程需要耗费大量时间。一种简化的计算方法是蒸腾边界方法,通过在舵面的边界条件中增加一个法向扰动速度以模拟舵面偏转,从而可以在不进行网格变形或重新生成网格的情况下计算不同舵面偏转角度下的气动力系数。本文采用跨声速巡航标模(TCR)鸭翼偏转构型验证蒸腾边界方法计算舵面偏转气动力的有效性,迎角范围为-6°~10°,鸭翼偏转角范围为-15°~10°。通过对网格变形和蒸腾边界两种方法进行气动力计算对比,结果显示,蒸腾边界方法可以在网格保持不变的情况下获得有效的气动力计算数据,两种方法多数工况的计算结果基本一致,只有在迎角和舵偏角产生叠加效应使得舵面相对迎角较大的工况下,两种方法的计算结果存在一定差异。
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关键词
计算流体力学
欧拉方程
舵面偏转
蒸腾边界条件方法
跨声速巡航标模
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Keywords
computational fluid dynamics
Euler equations
control surface deflection
transpiration boundary condition method
transonic cruiser model
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分类号
V221.3
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名改进的准定常旋转坐标系阻尼动导数计算方法
被引量：1
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作者
吴耕宇
鲍君波
宋万强
相倩
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机构
中国航空研究院
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出处
《航空科学技术》
2022年第7期95-105,共11页
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文摘
阻尼动导数计算时,常常采用基于旋转参考坐标系的准定常计算方法,传统方法直接计算滚转阻尼动导数时,不能考虑速度相对旋转轴存在垂直分量的影响。本文对传统方法进行改进,通过将飞机的速度矢量分解为垂直于旋转轴和平行于旋转轴两个分量,以垂直于旋转轴的速度分量计算旋转半径并推算参考坐标系的旋转中心点,以平行于旋转轴的速度分量作为来流速度矢量计算气动力系数,通过计算不同角速度的气动力系数之差求得动导数。考虑DLR-F12和TCR两个标准模型的阻尼动导数,并与传统方法以及风洞试验数据进行对比,结果表明改进方法考虑了速度垂直分量对滚转阻尼动导数的影响,可推广至任意来流方向和旋转方向的阻尼动导数计算,相对于传统方法计算量减半,改进方法是有效的、准确的。
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关键词
计算流体力学
阻尼动导数
准定常
旋转坐标系
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Keywords
computational fluid dynamics
damping derivatives
quasi-steady
rotation frame
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分类号
V221.3
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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