题目：平流层飞艇共轴对转螺旋桨气动特性的实验研究

平流层飞艇在工作时，由于平流层大气密度小，气压低，依据常规方法设计出来的螺旋桨推力小、效率过低。因此，开展适应大跨度飞高飞行和平流层低密度大气环境的共轴对转螺旋桨研究，对减少能源需求具有重要意义。这为传统意义上的螺旋桨推进系统提出新的挑战。本文为了提高平流层飞艇螺旋桨的推进效率，首次提出并实验了适应于平流层飞艇低雷诺数螺旋桨的对旋布置方案。风洞实验中，针对平流层飞艇螺旋桨的气动特点（平飞速度低，螺旋桨旋转的周向速度与平飞速度匹配性差），设计了适用于平流层飞艇的2叶共轴对旋螺旋桨，主要针对Re数和前进比相似性理论，在北京航空航天大学地面低Re数吹气台上进行了实验研究，探索了共轴对旋螺旋桨在低雷诺数环境下的气动特性。实验表明：对于共轴对旋螺旋桨而言，后桨因回收了大部分前桨的旋转动能，其效率明显高于单桨和前桨，因此对旋桨的总体推进效率比单桨效率提高4%～7%，这与低空高雷诺数对旋桨的情况是类似的，但受雷诺数影响数值上略低些（低空对旋桨比单桨效率可提高8%）。这说明，在同样直径和功率下，可提高桨的拉力；在同样拉力和功率下，可减小桨叶的直径；在同样拉力和直径下，可以减小功率。