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航空航天技术,轴流涵道风扇

航模涵道风扇一般采用直流电机驱动，电机输出相同功率的前提下，采用高转速(上万转/分钟，相应的叶片叶尖切线速度在上百米/秒)、低扭矩的电机能够降低电机的重量，从而携带更多的电池，提高飞行时长。为此，需要将风扇的设计转速上调与电机的高转速相匹配，这导致风扇的设计超出常规方法的适用范围。与涵道动力风扇原理相通的常规设计方法有两类：轴流通风机设计方法和压气机-风扇设计方法。轴流通风机设计方法适用于低叶尖切线速度(一般低于80m/s)、低总压升的情况；压气机-风扇设计方法适用于高叶尖切线速度、单级压比较高的情况。为了适应电机的高转速，航模涵道风扇的设计转速较高，而气流需要的加功量相对较低，气流转折角相应较小，因此，航模涵道风扇的设计需求偏离了常规设计的经验区间。从而需要基于轴流通风机设计方法、压气机-风扇设计方法和涵道风扇设计方法三者相通的原理，在缺乏足够的经验图表、公式指导的基础上，寻求涵道风扇设计参数的选择方法，使得涵道风扇具有较高的气动效率。

该项目研发出一种航模轴流涵道风扇设计方法，其根据风扇的流量和总压升，设计风扇转子的进口速度三角形和出口速度三角形，及风扇静子的进口速度三角形和出口速度三角形；以及根据转子的进口速度三角形和出口速度三角形，及静子的进口速度三角形和出口速度三角形，设计转子和静子的几何参数。 该技术避开了涵道风扇常规设计流程的不足，借鉴二维叶栅实验，规划气体流动并获得风扇的设计参数。通过叶弦雷诺数和D因子等确定风扇的叶栅稠度、叶片数等参数的设计策略降低了气流在二维叶栅流动中的总压损失。通过本公开的设计方法获得的航模轴流涵道风扇在保持低负荷、高转速特征的基础上，还具备较高的气动效率。

来自北京航空航天大学，可为本项目的研究开展提供良好的研究工作条件。项目的研究团队由教授、青年教师、博士生和硕士生等人员组成，团队负责人多年从事相关方面的科研与教学工作，负责完成过科技重大专项课题等以及横向合作等多项课题的研究工作。团队人员构成合理，技术基础好，研发能力强，为本项目的研究开展提供了良好的人员保障。

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