涵道式飞行汽车螺旋桨的气动特性与涵道外形设计

为设计满足涵道式飞行汽车悬停状态下高效拉力需求的螺旋桨，提出一种飞行汽车涵道螺旋桨的设计方法。该方法基于叶素动量理论、涵道螺旋桨涡流理论对桨叶进行设计，通过计算流体力学（Computational Fluid Dynamics， CFD）修正得到满足设计要求的涵道螺旋桨。在飞行汽车悬停工况下，对涵道螺旋桨进行气动研究，分析了涵道螺旋桨与孤立螺旋桨的气动性能。结果表明，涵道螺旋桨通过抑制叶尖涡以及利用涵道产生附加升力，总拉力较孤立螺旋桨提升11.1%，功率消耗降低10.5%。为优化悬停工况下涵道螺旋桨性能，提出一种可变涵道螺旋桨设计，通过动态调节喇叭口扩张角，实现悬停状态进气量最大化，总拉力提升15.53%。本研究验证了叶素动量理论结合CFD修正的高精度设计方法，为飞行汽车推进系统的高效气动设计提供了理论与技术支撑。