空气螺旋桨气动推力预估及参数影响分析一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）

本课题总体任务是建立预估常规空气螺旋桨气动总体推力，分析螺旋桨结构外形与尺寸对推力的影响灵敏度，适当给出优化设计空气螺旋桨推进效率的宏观建议。

空气螺旋桨常作为动力来源，用于航空飞行器、气垫船或其它浅水推进器之中。这种螺旋桨由发动机转轴驱动，并通过空气与桨叶之间的相互作用力产生推力。在轴上功率确定的条件下，其推进效率由推力直接决定。因此对空气螺旋桨推力的准确预估显然尤为重要。航空螺旋桨和风机领域都发展有不同的气动推力计算理论模型，主要包括动量理论、叶素理论与涡流理论。动量理论从螺旋桨整体出发，根据动量定理，通过计算桨盘面出入空气动量之改变量得到推力。叶素理论则从桨叶翼型气动出发，由局部到整体积分预估推力。这两种理论模型分别从外因和内因的角度给出推力大小，形式简洁，是工程初步设计中的首选方法。而涡流理论另辟溪径，将桨叶视作由无穷多涡环构成的涡系。涡系在桨叶旋转过程中必将拖出尾涡，形成脱体涡。其中，桨尖位置卷起并随后拖出的桨尖涡（尾迹）对桨叶诱导速度影响最大。准确考量这种影响因素是涡流理论的核心工作。由于桨叶翼型工况的复杂性，在基于叶素理论的翼型气动系数计算中，又发展有所谓定常模型、准定常模型与非定常模型。其中定常模型适应性较差，现已极少采用。而非定常模型经验参数较多，实现相对繁琐。本课题任务之一是选择适合工程需要的准定常气动模型，理清模型的理论逻辑与实现细节，并编写计算程序。能够在给定螺旋桨几何与结构参数的情况下，合理计算空气螺旋桨的总推力。

在获得合理气动推力基础上，本课题任务之二是进行空气螺旋桨推力的参数影响分析。需要分析的参数主要包括：剖面翼型特征、桨叶尺寸与外形、桨叶结构预扭以及螺旋桨桨叶片数等。能够画出空气螺旋桨推力随参数变化的关系图，为工程设计提出合理建议。

二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）

1.毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；

2.外文译文一篇（不少于5000英文单词）。

三、完成日期及进度

2017.01~2017.03，工程背景调研阶段。了解业内研究主流方法，确定本课题的研究内容，写好开题报告和英文翻译。

2017.03~2017.05，程序编写与验证阶段。采用熟悉的程序语言，编写并完善空气螺旋桨气动推力预估程序。给出符合工程实际的算例结果。

2017.05~2017.06，根据已有材料和数据，写好课题论文。准备答辩。

四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）

1.《空气螺旋桨理论及其应用》，刘沛清编著，北京航空航天大学出版社，2006.06

2.《直升机空气动力学基础（第3版）》，JohnSeddon,SimonNewman，国防工业出版社，2014.04

3.《振动力学（第2版）》，刘延柱，陈立群，陈文良编著，高等教育出版社，2014.01