電動多旋翼無人機螺旋槳的性能計算與分析

摘 要：多旋翼無人飛行器螺旋槳雷諾數(shù)的變化范圍在104-105左右，屬于低雷諾數(shù)范圍，槳葉的氣動性能由翼型決定，雷諾數(shù)的大小對翼型性能有著重要影響?；趧恿咳~素理論，考慮粘性作用，對理論公式進行修正，利用MATLAB、XFOIL軟件編制程序并進行計算與分析。

關鍵詞：低雷諾數(shù)；螺旋槳；葉素理論；性能計算；MATLAB；XFOIL

電動多旋翼無人飛行器在民用低空拍攝，架設電線、軍用偵查等領域得到廣泛應用。旋翼槳葉旋轉時與周圍空氣相互作用，產生軸向拉力，為飛行提供升力。電動多旋翼飛行器設計中為了簡化機體結構和控制系統(tǒng)而普通采用幾何定距螺旋槳。動量葉素理論、渦流理論是計算空氣螺旋槳氣動性能的主要方法。文章基于動量葉素理論[1]公式，簡化模型，利用matlab編制程序，利用Xfiol[2]（翼型分析軟件）計入粘性計算出翼型的二維升阻系數(shù)值，通過迭代計算，得到懸停和垂直飛行時螺旋槳的性能參數(shù)。

3 結束語

實際槳盤誘導速度沿槳葉是非均勻分布的，需通過復雜的數(shù)值計算才能得到近似的分布值，通過簡化理論模型，忽略影響槳盤平面誘導速度大小與分布的因素，減少計算量。計算得到的槳葉結構參數(shù)，是基于二維翼型氣動特性進行迭代而得出，而沒有進行翼型優(yōu)化設計與三維流場的數(shù)值分析。表中的計算結果為下一步的優(yōu)化算法提供初值。

參考文獻

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作者簡介：張利國（1972-），男，碩士生導師，主要研究方向：飛行器連接與裝配技術。

謝朝輝（1990-），男，山東臨沂人，在讀碩士，主要研究方向：飛機結構強度分析與試驗。