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新型气驱动涵道风扇推进系统加速控制计划研究
1
作者
雷钧皓
黄向华
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
2025年第4期658-669,共12页
气驱动涵道风扇推进系统是一种新型垂直起降动力系统,由涡扇发动机与气驱动升力风扇组成。气驱动涵道升力风扇由涡扇外涵引气驱动,实现高效增推。当前加减速控制计划未考虑到双轴加速过程中的协同加速问题,用于设计气驱动涵道风扇加速...
气驱动涵道风扇推进系统是一种新型垂直起降动力系统,由涡扇发动机与气驱动升力风扇组成。气驱动涵道升力风扇由涡扇外涵引气驱动,实现高效增推。当前加减速控制计划未考虑到双轴加速过程中的协同加速问题,用于设计气驱动涵道风扇加速控制计划时,将导致气驱涵道风扇加速过程出现推力波动。为了实现气驱动涵道风扇与涡扇发动机双轴协同加速,提出了一种基于变量替换模型的分阶段加速过程控制计划设计方法。首先在气驱动涵道风扇推进系统仿真模型基础上建立了3种不同形式的变量替换模型,根据加速过程推进系统受到的不同状态约束分阶段开展加速控制计划设计,将控制量与状态因子置换,在每个阶段采用不同变量替换模型逆向求解控制量,得到加速过程控制计划。仿真结果表明,该方案设计的涵道风扇加速控制计划与传统变量替换法相比,实现了双转子协同加速共同达到目标转速,推力超调量降低了3.3%,调节时间缩短了1.7s,同时避免了推力波动现象。
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关键词
气驱动涵道风扇推进系统
加速控制计划
变量替换模型
升力
风扇
双转子协同加速
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职称材料
电推进涵道风扇气动快速求解方法及性能分析研究
2
作者
刘乾
刘汉儒
+1 位作者
尚珣
王掩刚
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期131-138,共8页
随着绿色航空发展,为了能在设计阶段快速获得涵道风扇气动性能参数和非定常流场特征,有必要开发一种高效的数值求解方法。基于小型电推进风扇内流弱可压和尾迹耗散特性,本文将转子和涵道的面元与尾迹涡粒子耦合,使用面元法求解固壁流场...
随着绿色航空发展,为了能在设计阶段快速获得涵道风扇气动性能参数和非定常流场特征,有必要开发一种高效的数值求解方法。基于小型电推进风扇内流弱可压和尾迹耗散特性,本文将转子和涵道的面元与尾迹涡粒子耦合,使用面元法求解固壁流场,使用涡量输运方程求解远场尾迹传播特征,克服了有限体积法尾迹耗散快的问题。研究表明,本文发展的面元-涡粒子耦合方法对涵道风扇叶表压力与有限体积法趋势一致,整体推力误差为7.83%,能满足工程快速预测需求。本文发展的高效非定常计算方法的尾迹计算数值耗散低,能揭示更为复杂的非定常流动现象,仿真结果显示风扇涵道对尾迹发展有明显约束,而当尾迹传播至外部时,涡量呈现出明显的收缩和对称分布特征。在计算效率方面,本文发展的耦合方法非定常计算效率高,计算相同非定常时间步耗时仅为有限体积法的1/6,具有潜在的涵道动力非定常设计应用价值。
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关键词
电
推进
系统
涵
道
风扇
面元-涡粒子法
非定常
气
动计算
快速预测方法
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职称材料
高速直升机涵道风扇矢量推进系统模型悬停状态的气动力测量研究
被引量:
6
3
作者
张德先
陈仁良
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第3期281-287,共7页
为了提高直升机的飞行速度,出现了用涵道风扇矢量推力系统取代常规的尾桨和尾翼的复合式高速直升机。然而,涵道风扇矢量推进系统各部件间相互作用很复杂,从理论上确定涵道风扇矢量推进系统的气动特性尚有相当难度,为了研究涵道风扇矢量...
为了提高直升机的飞行速度,出现了用涵道风扇矢量推力系统取代常规的尾桨和尾翼的复合式高速直升机。然而,涵道风扇矢量推进系统各部件间相互作用很复杂,从理论上确定涵道风扇矢量推进系统的气动特性尚有相当难度,为了研究涵道风扇矢量推进系统气动特性,利用涵道风扇矢量推进系统试验模型,通过试验实测该系统在轴流状态的气动力及舵面偏角和设计参数对系统气动力的影响,得到了一些涵道风扇矢量推进系统所特有的气动现象,其结果可作为理论建模的依据。
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关键词
涵
道
风扇
矢量
推进
系统
复合式高速直升机
试验
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职称材料
涵道风扇电推进系统关键应用技术探讨
被引量:
4
4
作者
熊俊辉
陈新民
+3 位作者
俞浪
石宇昊
吴宪
胡雄龙
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期16-27,共12页
涵道风扇可作为分布式电推进航空器的动力装置,具有良好的发展潜力,现阶段在涵道风扇电推进系统设计和集成应用方面面临一些技术问题。对涵道风扇电推进系统的发展现状及应用前景进行综述,以分布式电推进航空器为背景分析对涵道风扇电...
涵道风扇可作为分布式电推进航空器的动力装置,具有良好的发展潜力,现阶段在涵道风扇电推进系统设计和集成应用方面面临一些技术问题。对涵道风扇电推进系统的发展现状及应用前景进行综述,以分布式电推进航空器为背景分析对涵道风扇电推进系统的技术需求,重点探讨了涵道风扇气动设计、涵道风扇与航空器翼身融合设计、电机和涵道风扇结构一体化设计、强迫风冷散热、电磁兼容设计、复杂结构精密制造等关键技术及解决途径,为涵道风扇电推进系统开发和集成应用提供参考。
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关键词
涵
道
风扇
垂直起降飞行器
电
推进
系统
分布式电
推进
边界层抽吸
综述
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职称材料
题名
新型气驱动涵道风扇推进系统加速控制计划研究
1
作者
雷钧皓
黄向华
机构
南京航空航天大学能源与动力学院
出处
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
2025年第4期658-669,共12页
文摘
气驱动涵道风扇推进系统是一种新型垂直起降动力系统,由涡扇发动机与气驱动升力风扇组成。气驱动涵道升力风扇由涡扇外涵引气驱动,实现高效增推。当前加减速控制计划未考虑到双轴加速过程中的协同加速问题,用于设计气驱动涵道风扇加速控制计划时,将导致气驱涵道风扇加速过程出现推力波动。为了实现气驱动涵道风扇与涡扇发动机双轴协同加速,提出了一种基于变量替换模型的分阶段加速过程控制计划设计方法。首先在气驱动涵道风扇推进系统仿真模型基础上建立了3种不同形式的变量替换模型,根据加速过程推进系统受到的不同状态约束分阶段开展加速控制计划设计,将控制量与状态因子置换,在每个阶段采用不同变量替换模型逆向求解控制量,得到加速过程控制计划。仿真结果表明,该方案设计的涵道风扇加速控制计划与传统变量替换法相比,实现了双转子协同加速共同达到目标转速,推力超调量降低了3.3%,调节时间缩短了1.7s,同时避免了推力波动现象。
关键词
气驱动涵道风扇推进系统
加速控制计划
变量替换模型
升力
风扇
双转子协同加速
Keywords
air-driving ducted fan propulsion system
acceleration schedule
variable replacement model
lift fan
dual rotor collaborative acceleration
分类号
V233.7 [航空宇航科学技术]
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职称材料
题名
电推进涵道风扇气动快速求解方法及性能分析研究
2
作者
刘乾
刘汉儒
尚珣
王掩刚
机构
西北工业大学动力与能源学院
中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期131-138,共8页
基金
中国空气动力研究发展中心气动噪声控制重点实验室开放课题资助(ANCL20210203)。
文摘
随着绿色航空发展,为了能在设计阶段快速获得涵道风扇气动性能参数和非定常流场特征,有必要开发一种高效的数值求解方法。基于小型电推进风扇内流弱可压和尾迹耗散特性,本文将转子和涵道的面元与尾迹涡粒子耦合,使用面元法求解固壁流场,使用涡量输运方程求解远场尾迹传播特征,克服了有限体积法尾迹耗散快的问题。研究表明,本文发展的面元-涡粒子耦合方法对涵道风扇叶表压力与有限体积法趋势一致,整体推力误差为7.83%,能满足工程快速预测需求。本文发展的高效非定常计算方法的尾迹计算数值耗散低,能揭示更为复杂的非定常流动现象,仿真结果显示风扇涵道对尾迹发展有明显约束,而当尾迹传播至外部时,涡量呈现出明显的收缩和对称分布特征。在计算效率方面,本文发展的耦合方法非定常计算效率高,计算相同非定常时间步耗时仅为有限体积法的1/6,具有潜在的涵道动力非定常设计应用价值。
关键词
电
推进
系统
涵
道
风扇
面元-涡粒子法
非定常
气
动计算
快速预测方法
Keywords
Electrical propulsion system
Duct fan
Panel-vortex particle method
Unsteady aerody-namic computation
Fast prediction method
分类号
V211.45 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
高速直升机涵道风扇矢量推进系统模型悬停状态的气动力测量研究
被引量:
6
3
作者
张德先
陈仁良
机构
南京航空航天大学旋翼动力学国家级重点实验室
出处
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009年第3期281-287,共7页
文摘
为了提高直升机的飞行速度,出现了用涵道风扇矢量推力系统取代常规的尾桨和尾翼的复合式高速直升机。然而,涵道风扇矢量推进系统各部件间相互作用很复杂,从理论上确定涵道风扇矢量推进系统的气动特性尚有相当难度,为了研究涵道风扇矢量推进系统气动特性,利用涵道风扇矢量推进系统试验模型,通过试验实测该系统在轴流状态的气动力及舵面偏角和设计参数对系统气动力的影响,得到了一些涵道风扇矢量推进系统所特有的气动现象,其结果可作为理论建模的依据。
关键词
涵
道
风扇
矢量
推进
系统
复合式高速直升机
试验
Keywords
vectored thrust dueted propeller
compound helicopter
experiment
分类号
V211.7 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
涵道风扇电推进系统关键应用技术探讨
被引量:
4
4
作者
熊俊辉
陈新民
俞浪
石宇昊
吴宪
胡雄龙
机构
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
特种飞行器浙江省工程研究中心
宁波诺丁汉大学理工学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期16-27,共12页
基金
中国科学院率先行动“百人计划”
宁波市2025重大攻关项目(2022Z040)。
文摘
涵道风扇可作为分布式电推进航空器的动力装置,具有良好的发展潜力,现阶段在涵道风扇电推进系统设计和集成应用方面面临一些技术问题。对涵道风扇电推进系统的发展现状及应用前景进行综述,以分布式电推进航空器为背景分析对涵道风扇电推进系统的技术需求,重点探讨了涵道风扇气动设计、涵道风扇与航空器翼身融合设计、电机和涵道风扇结构一体化设计、强迫风冷散热、电磁兼容设计、复杂结构精密制造等关键技术及解决途径,为涵道风扇电推进系统开发和集成应用提供参考。
关键词
涵
道
风扇
垂直起降飞行器
电
推进
系统
分布式电
推进
边界层抽吸
综述
Keywords
Ducted fan
eVTOL aircraft
Electric propulsion system
Distributed electric propulsion
Boundary layer ingestion
Review
分类号
V231.2 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新型气驱动涵道风扇推进系统加速控制计划研究
雷钧皓
黄向华
《南京航空航天大学学报(自然科学版)》
2025
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
电推进涵道风扇气动快速求解方法及性能分析研究
刘乾
刘汉儒
尚珣
王掩刚
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
高速直升机涵道风扇矢量推进系统模型悬停状态的气动力测量研究
张德先
陈仁良
《空气动力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2009
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
涵道风扇电推进系统关键应用技术探讨
熊俊辉
陈新民
俞浪
石宇昊
吴宪
胡雄龙
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
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