[发明专利]一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法

权利要求书

1.一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，分别对单独机身、单独桨毂进行风洞试验，获取单独旋翼配平前飞试验需要配平的阻力系数；

在所述步骤S1中，包括以下子步骤：

S11，通过开展单独机身试验或采用数值计算的方式，获取单独机身在不同前进比、不同阻力面积下的机身阻力系数Cx1；

S12，开展单独桨毂试验，获取单独桨毂在不同前进比、不同主轴倾角下的桨毂阻力系数Cx2，根据试验结果，得到桨毂阻力系数Cx2随前进比的变化公式；

S13，通过机身阻力系数Cx1、桨毂阻力系数Cx2获取单独旋翼配平前飞试验时需要配平的旋翼阻力系数Cx3；

S2，进行单独旋翼配平前飞试验，获得旋翼气动载荷数据，评估其前飞气动性能；

在步骤S2中，包括子步骤：

S21，以步骤S1中的计算理论值以及按照计算理论值进行匹配其他参数值并进行试验，通过试验，获取相关参数的实际测量值；

开展不同前进比下的单独旋翼配平试验，在给定的风速和旋翼转速下，依据实时显示的旋翼参数，通过调整旋翼总距、周期变距及主轴倾角，使旋翼升力系数和旋翼阻力系数达到给定值，同时使旋翼桨毂俯仰力矩、滚转力矩趋近零值，测量获得不同配平状态下的旋翼气动载荷数据；

S22，根据步骤S21获取的旋翼气动载荷试验数据计算旋翼当量升阻比，获取旋翼当量升阻比随前进比的变化规律，评估旋翼的前飞气动性能；所述旋翼气动载荷试验数据包括实测的旋翼升力系数Cl，旋翼功率系数Cq，前进比μ，旋翼配平的阻力系数实测值Cx3’；

上述旋翼当量升阻比L/D按照以下方式计算：

式中Cl为旋翼升力系数，Cq为旋翼功率系数，μ为前进比，Cx3’为旋翼配平的阻力系数实测值；

其中，Cl、Cq、Cx3’、μ为实测值，Cx2利用实测的μ值根据步骤S12得到的公式计算得到。

2.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S1和步骤S2中，所有试验均在大型低速风洞中进行，并通过旋翼天平和扭矩天平测量旋翼的六分量载荷和功率，从而获得旋翼的前飞气动性能。

3.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S2的单独旋翼配平前飞试验前，在旋翼非旋转状态下，测量不同主轴倾角下的天平初读数，通过插值方法获得初读数随主轴倾角的变化规律；数据处理时，在单独旋翼配平前飞试验的各试验状态下，采用主轴倾角配平值所对应的天平初读数，以扣除安装在旋翼天平上的模型自重的影响。

4.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：单独机身、单独桨毂、单独旋翼的气动载荷是按风洞轴系给出的，数据处理时，天平测量结果先要从天平轴系转换至桨毂体轴系，然后再转换至风洞轴系。

5.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S11中，单独机身包括旋翼桨毂部分。

6.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S12中，不同前进比下的主轴倾角角度值通过试验经验值或计算结果予以给定。

7.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S12中，根据所有试验数据，拟合出桨毂阻力系数Cx2随前进比的变化曲线，以减小风洞速压波动及主轴倾角的带来影响。

8.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S13中，单独旋翼配平前飞试验时需要配平的旋翼阻力系数Cx3=-( Cx1-Cx2)。

9.如权利要求1所述的一种有效评估直升机旋翼气动性能的试验方法，其特征在于：在步骤S21中，旋翼需配平的升力系数通过直升机不同的起飞重量换算获得。