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Multi-disciplinary simulation of propeller-turboprop aircraft flight

机译：螺旋桨-涡轮螺旋桨飞机飞行的多学科模拟

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This contribution presents a novel simulation for a fixed-wing aircraft powered by gas turbine engines and advanced propellers (turboprops). The work is part of a large framework for the simulation of aircraft flight through a multi-disciplinary approach. Novel numerical methods are presented for flight mechanics, turboprop engine simulation (in direct and inverse mode), and propeller dynamics. We present in detail the integration of the propeller with the airframe, aircraft and tonal noise model. At the basic level, we address a shortfall in multi-disciplinary integration in turboprop-powered aircraft, including economical operations and environmental emissions (exhausts and noise). The models introduced are based on first principles, supplied with semi- empirical correlations, if required. Validation strategies are presented for component-level analysis and system integration. Results are presented for aerodynamics, specific air range, optimal cruise conditions, payload-range performance, and propeller noise. Selected results are shown for the ATR 72-500, powered by PW127M turboprop engines and F568-1 propellers.
机译：该贡献为由燃气涡轮发动机和先进螺旋桨（涡轮螺旋桨飞机）提供动力的固定翼飞机提供了新颖的仿真。这项工作是通过多学科方法模拟飞机飞行的大型框架的一部分。提出了用于飞行力学，涡轮螺旋桨发动机仿真（正向和反向模式）和螺旋桨动力学的新型数值方法。我们详细介绍了螺旋桨与机身，飞机和音调噪声模型的集成。在基本层面上，我们解决了涡轮螺旋桨飞机的多学科整合方面的不足，包括经济运行和环境排放（废气和噪声）。引入的模型基于第一原理，如有需要，可提供半经验相关性。提出了用于组件级分析和系统集成的验证策略。给出了空气动力学，特定空气范围，最佳巡航条件，有效载荷范围性能和螺旋桨噪声的结果。显示了由PW127M涡轮螺旋桨发动机和F568-1螺旋桨驱动的ATR 72-500的选定结果。

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  • 来源
    《The Aeronautical Journal》 |2012年第1184期|p.985-1014|共30页
  • 作者

    A. Filippone; Z. Mohamed-Kassim;

  • 作者单位

    School of Mechanical, Aerospace & Civil Engineering University of Manchester Manchester, UK;

    School of Mechanical, Aerospace & Civil Engineering University of Manchester Manchester, UK;

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