低空长航时无人机是小型无人机的重要类型之一,其推进系统的性能是设计时的重要指标之一.为提升低空长航时无人机的推进效率,开展了螺旋桨的优化设计研究.在给定设计目标下,确定了螺旋桨的桨叶数、直径等参数.采用叶素动量理论结合遗传算法,开展了其安装角分布、弦长分布的气动优化.结果显示,在满足推力要求的前提下,螺旋桨的推进效率提升了4.1％.为深入研究螺旋桨的推进性能,基于计算流体力学方法,开展了螺旋桨推进性能的计算与分析,研究了螺旋桨周围流场的压力分布、速度分布、涡量分布.结果表明,叶素动量理论和数值计算结果吻合良好,最大误差在2.5％以内,且满足设计工况下的推力要求,证明了优化的有效性.
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