小型公務(wù)機(jī)翼身整流包皮研究

朱百六

（中航通飛研究院有限公司，廣東珠海　519040）

小型公務(wù)機(jī)翼身整流包皮研究

朱百六

（中航通飛研究院有限公司，廣東珠海519040）

采用風(fēng)洞測(cè)力試驗(yàn)的方法，證明了翼身整流包皮對(duì)改善飛機(jī)的升力、阻力和俯仰力矩特性效果明顯，并提出優(yōu)化翼身整流包皮的一般方法。

測(cè)力試驗(yàn)；整流包皮；升力；阻力；俯仰力矩

0引言

在日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中，減小小型公務(wù)機(jī)的巡航阻力能夠顯著提升其競(jìng)爭(zhēng)力，而通過(guò)對(duì)機(jī)翼與機(jī)身連接處進(jìn)行整流可以明顯改善翼身干擾區(qū)的流動(dòng)狀態(tài)，從而達(dá)到增加升力、減小阻力的效果。

本文通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)的方法研究了翼身整流包皮對(duì)飛機(jī)氣動(dòng)力特性的影響，并分析了翼身結(jié)合處的流動(dòng)狀態(tài)，揭示了翼身整流包皮達(dá)到減阻效果的物理機(jī)理。

1　　整流方案

翼身干擾區(qū)渦系形成的物理原因是機(jī)翼根部產(chǎn)生的逆壓梯度和繞根部的橫向流動(dòng)形成的三維分離，進(jìn)而在邊界層中形成具有不同數(shù)目渦的渦系以及在一定條件下從定常渦系變成非定常渦系或轉(zhuǎn)化為湍流。用面積很小的邊條可以改善翼身干擾區(qū)的流動(dòng)特性，其主要原因是大大降低了原機(jī)翼前緣所形成的逆壓梯度，從而可以使干擾區(qū)的漩渦減弱以至消失［1］。

本文對(duì)某小型公務(wù)機(jī)翼身連接部位進(jìn)行了整流，整流主要針對(duì)前緣進(jìn)行，中部保證機(jī)翼機(jī)身夾角大于90度，后部順氣流方向進(jìn)行修型，圖1顯示了4種整流包皮前緣草圖。

圖1整流包皮前緣草圖

在圖1中，整流包皮固定展長(zhǎng)，根據(jù)整流包皮前緣后掠角的大小，將整流包皮分為M1～M4，試驗(yàn)中將分別測(cè)試這4種整流包皮效果。

2　　流場(chǎng)分析

圖2顯示了加裝翼身整流包皮前后翼根部位的表面流線圖，從對(duì)比圖中可以看出由于加裝翼身整流包皮降低了機(jī)翼前緣的逆壓梯度，減弱了干擾區(qū)的漩渦，因此機(jī)翼根部后緣的流態(tài)得到明顯改善。

圖2翼根外形及表面

3　　氣動(dòng)曲線分析

對(duì)4種整流包皮進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，前緣后掠角最大的M4整流包皮效果最好，試驗(yàn)結(jié)果列于圖3、圖4和圖5中，從對(duì)比圖中可以了解到翼身整流包皮對(duì)改善飛機(jī)的升力、阻力和俯仰力矩特性有明顯效果。

4結(jié)論

翼身整流包皮對(duì)改善飛機(jī)的升力、阻力和俯仰力矩特性效果明顯，設(shè)計(jì)飛機(jī)的過(guò)程中應(yīng)加裝并優(yōu)化翼身整流包皮。優(yōu)化整流包皮的關(guān)鍵是優(yōu)化整流包皮前緣，前緣應(yīng)盡量前伸，以形成較大的前緣后掠角。

圖3升力系數(shù)對(duì)比

圖4阻力系數(shù)對(duì)比

圖5俯仰力矩系數(shù)對(duì)比

［1］張華，呂志永.后掠翼身干擾區(qū)流動(dòng)特性及改善措施研究［J］.空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào)，2000，18(4).

［2］王豪杰，郭民，李杰，等.民用飛機(jī)翼身整流黏性擾流數(shù)值模擬方法研究［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2010，10(14).

朱百六（1981-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)閷?shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)。