平流层飞艇三叶螺旋桨结构优化方法

作者：尚玲玲; 王海峰; 口启慧; 刘坤澎

来源：航空动力学报, 2022, 37(08): 1714-1723.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210334

• 平流层飞艇
• 螺旋桨
• 结构优化
• Pareto解集
• 固有频率
• 变桨距

为实现螺旋桨轻质量和高固有频率之间的权衡设计，发展了1种桨叶对称削层结构的分区优化方法。为拓宽其高效率的速度和高度范围，应采用变桨距技术，需要设计圆柱形桨叶根部。该桨叶与不同桨距角的桨毂组合装配，可实现人工变桨距，在地面试验中达到高空转速。该螺旋桨采用组合分体式桨毂布局、桨叶内部填充泡沫和碳纤维混合结构，基于NSGA-Ⅱ（non-dominated sorting genetic algorithm），完成了支座固支的桨叶铺层参数优化，得到桨叶质量和频率的Pareto解集，在±10%频率安全裕度外选取最优铺层方案，并与实物测试值对比，结果表明：桨叶质量相对误差2.09%；支座固支的单桨叶频率相对误差9.30%；桨毂固支的组合体频率相对误差2.76%，避开了工作转速共振区间，证明该结构优化方法是合理有效的。

• 单位
  西北工业大学