多段翼型缝翼流动非定常性的试验研究

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1、航空学报ActaAeronauticaeIAstronauticaSinicaApt．252012Vol33No．4579—587ISSN1000-6893CN11—1929／Vhttp：／／hkxbbuaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn文章编号：1000—6893(2012)04—0579—09多段翼型缝翼流动非定常性的试验研究焦予秦*，熊楠西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室，陕西西安710072摘要：为了探索缝翼噪声的流体动力学机理。在西北工业大学NF-3低速风洞中用动态压力传感器研究多段翼型在不

2、同条件下绕前缘缝翼流动的非定常性。分析了雷诺数，来流迎角、缝翼和襟翼参数(偏角、缝道宽度和搭接量)对缝翼流动的非定常性影响规律。研究结果表明：缝翼流动非定常性与流动雷诺数、缝翼参数、襟翼参数和来流迎角密切相关，初步揭示了缝道涡的变化趋势和对翼型表面流动的影响以及缝翼噪声产生的原因。该试验研究结果对研究多段翼型噪声产生及抑制方法具有一定的指导意义。关键词：多段翼型；缝翼；动态压力；非定常流动；噪声中图分类号：V211．7文献标识码；A前缘缝翼是用在飞机起飞着陆阶段通过推迟失速增强其低速空气动力学性能的前缘装置。前缘缝翼及缝翼槽内

3、的非定常流动及其产生的噪声是目前国内外很多研究机构和学者研究的热点。Imamura等[13对缝翼噪声产生机理的研究结果表明：缝翼噪声大概分为低频的宽频带心]，与低频宽频带重叠的多峰值带和单峰高频噪声三部分。Mendoza等¨3采用可移动的小口径定向麦克风阵列(moveableSmallApertureDirectionalArrayofMicrophones)、缝翼尾流处的边界层探测器和缝翼及主翼表面的动态压力传感器对缝翼噪声的低频宽频带噪声进行了试验研究。Jenkins[钉和TakedaL5。6]等用粒子图像测速仪(PIV)

4、和激光多普勒测速仪(LDA)技术对缝翼槽区和缝翼后缘剪切层的非定常速度场进行了测量研究。Kolb等[71利用大量的测量数据对缝翼槽区噪声的多峰值带进行了深入研究。Dobrzynski等[s-s]通过4个不同的风洞试验得出缝翼槽区周围的非定常流动与宽频带噪声的密切关系，这部分也是飞机真实飞行状态下的最主要噪声。Yokogawa等CIc-I]发现无论缝翼的形状如何．只要缝翼表面的压力分布相同，那么它的远场声谱也必定相同。其他噪声的来源也可能是缝翼连接件[1“，连接件根部的孔[”1或防冰冻的孔[I“。从目前的研究看，高频单峰噪声的研

5、究相对成熟，但低频宽频带和与低频宽频带重叠的多峰值带噪声机理尚不清楚。本文利用布置在缝翼槽区和主翼前缘的动态压力传感器对缝翼在不同状态下的流动特性进行试验测量，研究缝翼流动非定常性的参数影响规律。1试验设备及方法试验在西北工业大学NF．3低速翼型风洞二元试验段内完成【l“。该风洞二元试验段为矩形截面，试验段长×宽×高一8m×3m×1．6m，空风洞最大风速k。=130m／s，最小稳定风速Vmi。=10m／s，气流湍流度￡≤0．045％。多段翼收藕日期：2011-06—28：退修日期：2011-08—15；录用日期：201I-10

6、．08；网络出版时间：201I-10—3110：58网络出版地址：WWW．cnki．帕t／kcms／detail／11．1929．V．20111031．1058．007．htmIDOI：CNKI：11-1929／V20”10311058．007*通讯作者．Tel．：029-88493775-6303E-mail：jiaoyuqin@nwpu．edu．∞飘焉格武lJiaoY0．XiongN．Experimentalinvestigationofeffectofs，at∞unsteadinessofmulti-elementair

7、foilActaAeronauticaetAstro．nauticaS／n／ca·2012，33(4)：579-587,焦予妻．熊搪．多段l型肇翼流动菲定喾蛙的试验研究．靛空学报。2012．33(4)t579．587j航空学报Apr．252012Vol33No4型试验模型为钢骨架木质结构三段翼型模型，由缝翼、主翼和襟翼三部分组成。当缝翼和襟翼收起时为光洁翼，其弦长c=1m，相对厚度为16％}缝翼和襟翼除具有不同的偏度外，还有不同的缝宽和搭接量，如图1所示。前Ga摹pM森are图1模型示意图Fig．1Schematicoftes

8、tmodel主翼弦长“=0．880m，前缘缝翼弦长c。=0．1241TI，后缘襟翼弦长q=0．276m。模型试验状态如表l所示，其中：Gap为缝道宽度；文和国分别为缝翼和襟翼偏角；q为搭接量；工、Y为缝翼或襟翼前缘点距光洁翼1／4弦长点的距离。表1缝翼和襟翼参数衰Table1