● 摘要
平流层飞艇具有留空时间长、安全性能好、燃料消耗率低、载重量大等优势，同时可用于搭载各种侦察、预警、通信等电子设备，对于军用与民用都具有很强的实际意义。但由于平流层空气密度较小，压力低，而且飞艇飞行速度较低，按照常规方法设计的螺旋桨的雷诺数较小，推力偏小﹑效率偏低。本文在平流层飞艇螺旋桨设计中采用共轴对转螺旋桨系统，从数值模拟的角度研究了共轴对转螺旋桨的气动性能，证明了共轴对转螺旋桨在平流层飞艇推进系统上的可行性，所取得的主要研究成果如下：
1. 通过对平流层飞艇螺旋桨数值计算方法进行研究，建立了一套基于滑移网格的数值模拟方法，为螺旋桨在H=20km高空不同风速下飞行的流场进行数值模拟提供理论和技术支持。
2. 通过模拟平流层飞艇普通单螺旋桨在不同来流速度和转速下的气动力，计算整体气动性能曲线，并与实验值进行对比，验证了本文基于滑移网格的螺旋桨数值计算方法的合理性和适用性，为对比分析共轴对转螺旋桨的气动性能提供了参考。
3. 通过模拟平流层飞艇共轴对转螺旋桨在不同来流速度和转速下的气动力，计算整体气动性能曲线，并与实验值进行对比，验证了本文对转螺旋桨数值计算结果的准确性，并对比发现共轴对转螺旋桨的拉力系数，功率系数与效率均比普通单螺旋桨有明显提升，充分证明共轴对转螺旋桨在气动性能上优于普通单螺旋桨。
4. 在分别改变前后桨转速的情况下，进一步模拟平流层飞艇共轴对转螺旋桨的三维流场，定性地分析出了前后桨转速对平流层飞艇共轴对转螺旋桨整体气动性能的影响。