前飛狀態下直升機動力艙通風冷卻性能仿真

謝永奇，高紅霞，余建祖

(北京航空航天大學航空科學與工程學院，北京 100083)

0 引言

直升機動力艙通風冷卻系統通常采用排氣引射器作為動力源，將周圍環境冷空氣抽吸到動力艙內以帶走發動機、附件等散發的熱量，從而達到冷卻目的。在飛行狀態下，旋翼下洗流和前方來流受機身外形的干擾作用將對動力艙通風冷卻產生重要影響。在現有研究中，大多是針對動力艙單個艙體的流場和溫度場展開，旋翼下洗流的影響常通過給定一個下洗速度加以考慮，排氣引射器的作用也通過適當的邊界條件引入求解［1－2］，這些研究取得了很多有意義的結果，但這樣的簡化往往會給計算結果帶來較大的誤差，難以準確預測艙內流場和溫度場分布。而直接采用N-S方程同時求解動力艙內流場、旋翼流場、旋翼/機身干擾還存在較多問題［3－4］，工程上也不實用。

本文在現有旋翼流場［5－10］和動力艙［11－12］研究的基礎上，提出了一種簡化的基于旋翼下洗流的動力艙通風冷卻性能計算方法，針對某型直升機動力艙，建立了考慮外流場區域的動力艙—排氣引射器一體化模型。采用商業CFD軟件，計算了前飛狀態下采用單進口和雙進口共9種方案時動力艙的流場和溫度場，分析了不同冷卻氣流進口數、進口大小和位置對動力艙通風冷卻性能的影響。研究結果對于直升機動力艙通風冷卻系統的設計和優化具有重要工程應用價值。

1 計算模型和方法

本文針對某型直升機動力艙建立的考慮直升機外流場區域的動力艙—排氣引射器一體化模型如圖1所示:模型坐標系與直升機坐標系一致，前飛時機身姿態角為5°。……