桨扇发动机进气道/对转桨扇气动干扰影响

针对桨扇发动机全环形进气道;开展8×8对转桨扇与进气道的耦合气动影响研究。采用滑移网格进行非定常流场计算;对比分析了高空巡航状态和地面起飞状态两种典型工况下对转桨扇/进气道的耦合气动影响;归纳总结了不同工况下的滑流影响机理、定量影响结果以及对转桨扇耦合进气道前后的气动性能差异。研究结果表明;对转桨扇产生的桨毂涡是影响进气道内流特性的主要因素;巡航工况下后排尾迹涡是进气道内涡系结构的主导;是造成流动不均匀的主要因素;地面工况下前后排尾迹耦合增强;常以对涡形式存在;共同影响进气道内流流场。尾迹涡在进气道内从前向后周期性运动带来气动参数的周期性振荡;当进气道内涡系结构以桨扇尾迹涡为主时;进气道沿程参数振荡幅值逐渐衰减。但振荡频率保持不变;相位角也保持等间距落后;当壁面分离涡脱体后;进气道涡系结构发生变化;参数振荡幅值、频率以及相位角均因分离涡的掺混发生扰动。滑流使得进气道总压水平提升;但复杂的尾迹涡导致进气道出口总压畸变和旋流畸变急剧恶化;内流出现严重不均匀分布;内流流动损失在巡航时增大2.85倍;起飞时增大1.09倍。此外;耦合进气道后;改变了对转桨扇后排叶片通道内部流场结构;使得通道内速度降低;叶片吸力面激波位置前移;且改变了不同高度叶素的工作特性;提高了桨扇推力性能。在设计工况下;前排桨叶推力系数提高了5.9%;后排推力系数提高了27%;桨扇整体效率提高了5.2%。