旋翼飞行器|CH-53K模型试验是如何为设计这巨无霸重型直升机服务的,以小见大( 三 )


举个例子来说 , 试验团队针对前起落架可收放、不可收放、加装整流罩等多种构型配置进行了试验 , 以此来评估其在整体阻力中的占比 , 同时就可以考虑结构复杂性等问题来进行权衡设计 。
旋翼飞行器|CH-53K模型试验是如何为设计这巨无霸重型直升机服务的,以小见大
文章图片
图13不同配置的起落架阻力系数随迎角变化曲线
还有一个例子就是“种马王”直升机的尾斜坡挡板存在的必要性设计 。 如下图所示 , 经过缩比模型尾斜坡不加装和加装短挡板的对比测试之后 , 研究人员发现加装短挡板之后 , 机身的阻力下降了2.4% , 这一结果为实际“种马王”直升机的尾斜坡设计提供了重要的参考数据 。
在机身的试验测试中 , 研究人员还采用了表面流动可视化技术来进行设计分析 。 下图展示的就是在主旋翼塔架表面用簇绒来实现流动可视化的测试 , 以此来识别表面涡的形成和分离的位置 , 从而辅助设计人员进行塔架外形的设计 。
旋翼飞行器|CH-53K模型试验是如何为设计这巨无霸重型直升机服务的,以小见大
文章图片
图14对主旋翼塔架表面采用簇绒来实现流动可视化
一点简单的总结
纵观全文 , 我们可以明确这样一个观点:缩比模型试验的结果对于全尺寸实际型号飞行器的研制是有重要作用的 。 这个作用实际上可以从两方面来说:
其一 , 缩比模型的试验结论直接就能够在全尺寸型号方案设计过程中起到指导作用 , 使得设计师们能够更多地针对性地进行优化设计和利弊权衡;
其二 , 缩比模型的试验数据能够用于理论模型的验证 , 从而确保应用在方案设计过程中的理论计算模型是具备足够置信度的 , 从而提升整体方案设计的效率 , 缩短研发周期 。
当然 , 在第二点上 , 还有一个值得关注的问题就是 , 由于缩比模型和全尺寸模型往往存在量级上的差异 , 所以有些物理特点会有差异 。 因此 , 经过缩比模型数据验证的理论计算模型 , 其置信度还不能说是100%的 。 从西科斯基公司研发团队采取的方法中 , 我们也可以看出 , 他们在对照组安排了已经有试飞数据的CH-53E重型直升机的缩比模型同步进行试验 , 这样做的好处就是:可以通过CH-53E缩比模型试验数据与试飞数据之间的映射关系来修正理论计算模型 , 从而使得理论计算模型的置信度在全尺寸型号方面也有着较高的置信度 。
旋翼飞行器|CH-53K模型试验是如何为设计这巨无霸重型直升机服务的,以小见大
文章图片
【旋翼飞行器|CH-53K模型试验是如何为设计这巨无霸重型直升机服务的,以小见大】图15飞行中的CH-53E“超级种马”重型直升机机队


推荐阅读