1.6  本文研究内容

本文主要研究的是小型折叠旋翼机构的设计与实现,主要实现是其空中悬停的功能。本文所研究的可折叠旋翼机构具有垂直起降功能,并可水平前进,到达目的地后可以实现悬停,以执行特殊任务。主要研究内容包括:可折叠旋翼机构的工作特性分析,在低雷诺数下进行空气动力学分析,利用叶素法进行升力和阻力的计算,对小型折叠旋翼机构进行布局设计和结构设计,利用材料力学的知识进行强度校核。

2  小型折叠旋翼机构的工作特性分析

2.1  低雷诺数空气动力学

2.1.1  雷诺数

雷诺数是表征惯性力和黏性力之间相互关系的无量纲数。

                                (2.1)

式2.1中, ,  分别为流体的密度、流速、黏性系数;  为特征长度; ,称为运动黏度。

实验表明:当雷诺数很小时,流体各质点间的黏性力占主要地位,流体各质点平行于管路内壁有规则的流动,表现为层流流动状态。当流态由层流转变为湍流时的 值称为临界雷诺数。对于平行流体流过光滑平板的情况,边界层由层流转变为湍流的临界雷诺数在10000至300000之间。一般对于圆管内流动的流体,当 <2300时,流动为层流;当  >4000时,流动为湍流;其间为过渡区,流动可能为层流,也可能是湍流,这时主要取决于外界条件。

低雷诺数对流体流动的影响主要是黏性力的作用,主要反映在附面层的特性上。由于飞行器表面多为曲面,其附面层特性不但与雷诺数大小有关,还与飞行器表面形状有关,需要具体情况具体分析。当雷诺数大于50000时,大部分翼型都会发生层流分离泡。

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