中低空太阳能无人机高效螺旋桨设计方法

• 作者: 邱辉壮 江善元 钟伯文
• 来源期刊: 航空工程进展
• 学科: 航空航天
• 关键词: 太阳能无人机 螺旋桨设计 最小能量损失 片条理论 飞行跨度曲线 CFD 数值模拟
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 工程应用
• 页码范围: 83-90
• 页数: 7页
• 分类号: V279
• 语种: 中文
• DOI: 10.16615/j.cnki.1674-8190.2022.04.09

摘要

目前对于常规螺旋桨和高空螺旋桨的设计较多，而对中低空太阳能无人机螺旋桨的研究很少，因此提出一种针对中低空太阳能无人机的高效率螺旋桨设计方法。根据太阳能无人机的飞行跨度曲线，选取爬升和主要巡航高度为设计点，首先基于 Betz 最小能量损失的设计准则和片条理论及其逆向推导，计算各设计点下的弦长与桨距角分布；然后根据飞行跨度曲线对各设计点的计算结果进行权值分配，得到最终的设计弦长与桨距角分布；最后基于 CFD 数值模拟方法，对设计的螺旋桨性能进行仿真计算。结果表明：与常规螺旋桨效率相比较，在允许功率范围下，本文设计的螺旋桨效率在整个任务周期的飞行包线内均有明显提升，满足设计要求；本文提出的高效螺旋桨设计方法具有较高的应用价值。