[发明专利]一种带有旁通道的涡桨飞机进气道设计方法

说明书

本发明公开了一种带有旁通道的涡桨飞机进气道设计方法，通过控制截面离散点间旋转角度及相邻离散点间的线段长度，绘制出主通道及旁通道的截面几何型线，并使得主通道与旁通道相交部分进行倒圆，最终形成旁通道型面，实现了对带有旁通道涡桨飞机进气道截面形状变化剧烈的设计要求，同时通过控制偏距、长度、沿程截面面积变化规律使得设计达到灵活控制参数的目的。

技术领域

本发明涉及飞行器设计领域，尤其是一种带有旁通道的涡桨飞机进气道的设计系统及方法。

背景技术

航空科学技术的发展对新型飞行器的性能要求越来越高，能够适应各种飞行环境，并在恶劣的飞行条件下仍可保持较好的性能是其中的重要方面。涡桨飞机在执行任务时，会面临各种复杂严峻的飞行环境。进气道一旦吞入异物，可能对发动机乃至整个飞机造成严重的后果，轻则使发动机推进效能下降，影响使用寿命，重则导致发动机喘振或停车，危机飞行安全。为了防止外来异物被吸入进气道进入发动机，在进气道内增设外来物排除装置，称为旁通道。该通道的设计目的是期望超过发动机吞咽极限的异物能够在气流的作用下进入该通道排出，减小对发动机性能的影响，保证飞行安全性，同时也能够满足飞机在恶劣环境下飞行时的动力需求。

由此可见，进气道设计是涡桨飞机设计中重要的一部分，尤其是带有旁通道的进气道型面复杂，其设计直接影响到进气道出口的流场品质，并对发动机性能与排异效率造成影响。其设计难度在于：(1)动力输出轴穿过进气道主通道，使得型面复杂，影响气动交界面流动质量；(2)旁通路排异性能好，分离效率高；(3)受到机舱尺寸、偏移距离等条件的限制，能够与变速箱以及机舱的几何形状和结构很好的兼容，以上限制使得涡桨飞机进气道/旁通道设计难度大大增加。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种带有旁通道的涡桨飞机进气道的设计方法，实现内通道复杂截面形状的光滑过渡设计，满足涡桨飞机带有旁通道进气道的设计要求。

技术方案：本发明提供一种带有旁通道的涡桨飞机进气道的设计方法，包含以下步骤：

1)提取进气道主通道进出口的截面捕获型线，对该截面捕获型线进行离散处理，处理后的截面捕获型线用点集的形式表达，同时计算进出口截面捕获型线的离散点间的旋转角度与相邻离散点间的线段长度；

2)根据计算所得的进出口截面捕获型线离散点间的旋转角度与相邻离散点间的线段长度，再次计算出沿程各截面离散点间的旋转角度与相邻离散点间的线段长度；

3)根据沿程各截面离散点间的旋转角度与相邻离散点间的线段长度，反求出沿程各截面的几何型线，求得的沿程各截面的几何型线以点集的形式表达，并对计算结果进行误差修正；

4)根据沿程各截面的几何型线的高度变化规律对主通道各截面线型进行排列；

5)根据沿程各截面面积的变化规律，对沿程各截面进行缩放、旋转；

6)根据从步骤1)到步骤5)同样的方法，对旁通道进行截面几何型线绘制，同时将主通道与旁通道相交部分进行倒圆并绘制，形成旁通道型面。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著特点是通过控制截面离散点间旋转角度及相邻离散点间的线段长度，绘制出主通道及旁通道的截面几何型线，并使得主通道与旁通道相交部分进行倒圆，最终形成旁通道型面，实现了对带有旁通道涡桨飞机进气道截面形状变化剧烈的设计要求，同时通过控制偏距、长度、沿程截面面积变化规律使得设计达到灵活控制参数的目的。

附图说明

图1是本发明进出口截面捕获型线离散点集示意图；

图2是本发明过渡规律控制示意图；

图3是本发明流向截面示意图；

图4是本发明截面误差示意图；

图5是本发明中心线增长变化率示意图；