航空科学技术AeronauticalScience&TechnologyJun.252023Vol.34No.0620-25电动飞机分布式螺旋桨对气动性能影响的建模研究宋敏华，张文琦，相倩，王钢林，李岩中国航空研究院，北京100029摘要：作为电动飞机的一项关键技术，分布式螺旋桨推进已成为绿色航空未来发展的重要研究方向。本文以结合多参考系（MRF）的RANS方法作为气动性能分析手段，采用Kriging代理模型对分布式螺旋桨的安装位置对全机气动性能的影响进行了建模研究，并对基准构型和优选构型的流动进行了对比分析。结果表明，螺旋桨往前方移动后全机的升阻比增大；相对于原始构型，优选构型的上表面低压区面积明显增大，吸力峰明显增强，下表面的压强增大，低压区域减少，分布式电推进系统的效率得到有效提升。本文的研究能够支撑以分布式螺旋桨为动力的电动飞机的总体设计，为螺旋桨的安装提供有效参考，从而进一步提升电动飞机的经济性。关键词：电动飞机；分布式螺旋桨；Kriging模型；气动建模中图分类号：V211.3文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2023.06.003减排是航空业发展的必然要求，以电动飞机为代表的新一代航空科技在降低飞机的碳排放、提升飞机的气动效率方面相对于传统燃油客机具有极大的优势，可以显著提升飞机的经济性、环保性和舒适性。当前，美国、欧洲及国内都在积极开展电动飞机的研究[1-2]。分布式电推进系统（DEP）通过驱动多个螺旋桨或风扇为飞机提供推力[3]，是众多在研的电动飞机所采用的推进方式。DEP利用其滑流效应能大幅提升飞机升力，降低机翼面积和结构重量（质量），满足短距起降和长航时飞行需求，提高飞行器性能。国内发布的《电动飞机发展白皮书》中也指出分布式电推进技术是电动飞机的一项关键技术[4]。相比于传统螺旋桨飞机，以分布式电推进系统为动力的飞机机翼受螺旋桨滑流影响的区域更大，螺旋桨滑流的影响更加显著[5]。美国国家航空航天局（NASA）在最近10余年来针对分布式螺旋桨开展了大量相关技术研究。M.D.Patterson等[6-7]验证涡格法对螺旋桨数值模拟的有效性，并搭建分布式螺旋桨概念设计分析与优化框架。K.R.Moore和N.K.Borer等[8-9]采用涡格法对分布式螺旋桨推进系统进行了总体概念设计与优化研究。国内王科雷等[10-12]研究了分布式螺旋桨滑流对太阳能无人机的气动影响，并针对螺旋桨的载荷分布进行了优化分析。饶崇等[13]提出了一种分布式电推进螺旋桨飞机，并基于多参考系（MRF）方法，对低速特性进行数值模拟，研究分布式螺...
