改善装机条件下太阳能无人机的气动性能

李文科; 涂良辉; 赵昌霞; 刘传超; 苏文涛; 卢俊; 刘吉禹

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240337

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改善装机条件下太阳能无人机的气动性能

更新时间：2025-01-23

- 改善装机条件下太阳能无人机的气动性能
- The influence of improved installed propeller on the solar UAV aerodynamic performance
- 中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2025年页码：1-8
- 作者机构：
  
  1.南昌航空大学航空宇航学院，江西南昌 330063
  2.安徽羲禾航空科技有限公司，安徽合肥 230088
- 作者简介：
  
  李文科（1998年生），男；研究方向：空气动力学；E-mail：liwenke0223@163.com
  涂良辉（1981年生），男；研究方向：空气动力学；E-mail：71016@nchu.edu.cn
- 基金信息：
  
  江西省重点研发计划(20243BBG71006)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240337
  中图分类号： V411
- 网络出版日期：2025-01-23，
  
  收稿日期：2024-11-26，
  
  录用日期：2024-12-06
- 稿件说明：
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李文科, 涂良辉, 赵昌霞, 等. 改善装机条件下太阳能无人机的气动性能[J/OL]. 中山大学学报(自然科学版)(中英文), 2025,1-8.

LI WENKE, TU LIANGHUI, ZHAO CHANGXIA, et al. The influence of improved installed propeller on the solar UAV aerodynamic performance. [J/OL]. Acta scientiarum naturalium universitatis sunyatseni, 2025, 1-8.
李文科, 涂良辉, 赵昌霞, 等. 改善装机条件下太阳能无人机的气动性能[J/OL]. 中山大学学报(自然科学版)(中英文), 2025,1-8. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240337.

LI WENKE, TU LIANGHUI, ZHAO CHANGXIA, et al. The influence of improved installed propeller on the solar UAV aerodynamic performance. [J/OL]. Acta scientiarum naturalium universitatis sunyatseni, 2025, 1-8. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.ZR20240337.

摘要

研究了改善装机条件下的太阳能无人机的性能。首先，采用单独螺旋桨的缩比模型，通过风洞试验验证了本文所选数值模拟方法的准确性；其次，采用定常和非定常的数值模拟方法，计算了螺旋桨安装位置和单独螺旋桨、带机翼螺旋桨两种构型对螺旋桨性能的影响，以及改善装机条件下螺旋桨对无人机性能的影响。研究结果表明：带机翼螺旋桨相比于单独螺旋桨的推力、功率等均增加；螺旋桨滑流对短舱影响很小，主要是滑流加速导致短舱阻力少许增加。螺旋桨滑流导致无人机机翼升力曲线斜率降低、阻力增加，俯仰稳定性增加。随着螺旋桨距离无人机机翼前缘的距离的增大，带机翼螺旋桨的性能逐渐趋近于单独螺旋桨的性能。

Abstract

The performance of the solar UAV propeller under the improved installed condition is studied. Firstly， wind tunnel test is carried out to verify the accuracy of the numerical simulation method choosed in this paper in the case of the installation of a separate propeller. Secondly， the effects of the propeller installation position， the individual propeller and the winged propeller on the performance of the propeller were calculated by using the constant and unsteady numerical simulation methods， and the influence of the improved propeller on the performance of the UAV was calculated. The results show that the winged propeller causes the propeller thrust and power to increase， and the propeller slipstream has little effect on the nacelle， mainly due to the acceleration of the slipstream leading to a slight increase in drag. Propeller slipstream results in lower UAV wing lift curve slope， higher drag and higher pitch stability. As the distance between the propeller and the leading edge of the wing increases， the performance of the winged propeller gradually approaches that of the propeller without the wing.

关键词

太阳能无人机气动性能单独螺旋桨带机翼螺旋桨螺旋桨滑流数值模拟

Keywords

solar UAVaerodynamic performancethe individual propellerthe winged propellerpropeller slipstreamnumerical simulations

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