题目：临近空间飞行器螺旋桨推进技术研究

 

临近空间飞行器能够在临近空间作持续飞行，并完成高低速巡航和空间定点等使命，其具有持续工作时间长，突防能力强、生存力高和应用范围广的特点，并且能够执行快速远程投放、侦察、监视、预警、通信中继、导航和信息干扰等诸多任务。随着科技的发展，目前世界各国都在大力发展临近空间飞行器的相关研究。

螺旋桨推进系统是大多数低速临近空间飞行器的动力推进方式，螺旋桨推进系统是临近空间飞行器的重要系统，螺旋桨推进系统性能的优劣决定了临近空间飞行器的成败。临近空间螺旋桨推进系统由电动机、减速器和临近空间螺旋桨组成。

本文以一种临近空间飞行器为研究对象，对临近空间飞行器的螺旋桨和螺旋桨推进系统进行了详细而深入的研究并设计出一套高性能的螺旋桨推进系统。

本文的研究内容包括：

首先，对国内外临近空间推进系统和螺旋桨的研究进展、临近空间飞行器设计方法研究现状进行调研，将临近空间飞行器螺旋桨推进系统设计分解为临近空间螺旋设计和机桨匹配设计两个部分，制定了先螺旋桨后电动机，最终完成推进系统设计的设计方案。

其次，通过分析螺旋桨的特性，研究螺旋桨设计理论，结合临近空间飞行器工作环境和临近空间飞行器螺旋桨设计现状，提出一种适用于临近空间飞行器螺旋桨的设计理论和设计方法。

然后，结合临近空间的环境因素，根据临近空间飞行器的总体限制和任务需求，设计出临近空间飞行器螺旋桨的各个参数，利用经验公式对临近空间螺旋桨的设计性能进行预估，并利用CFD流体仿真软件对临近空间螺旋桨的二维翼型和三维螺旋桨进行性能仿真分析，验证临近空间螺旋桨的性能。

最后，根据效率最优原则选定功率合适的电动机，并根据螺旋桨与电动机的特性，进行机桨匹配，完成对临近空间飞行器减速器和电动机的设计，实现临近空间飞行器推进系统的高效率，最终完成全部临近空间螺旋桨推进系统的设计。

结果表明：设计得到的临近空间推进系统满足临近空间飞行器的高性能和高效率的要求。