微型后缘装置增升效率及几何参数影响研究

《微型后缘装置增升效率及几何参数影响研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMar．252012V01．33No．3381．389lSSN1000．6893ON11。1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．crlhkxb@buaa．edu．CR文章编号：1000—6893(2012)03—0381—09微型后缘装置增升效率及几何参数影响研究褚胡冰1，张彬乾1’*，陈迎春1’2，李亚林21．西北工业大学航空学院，陕西西安7100722．中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海200232摘要：为满足现代大型飞机增升装置简洁高效的设计需求，以典型三段翼型为对象，采用

2、数值模拟研究在后缘襟翼上增加微型后缘装置(mini—TED)以提高增升装置效率的可行性；给出了微型后缘装置的作用原理，获得了微型后缘装置位置、长度、偏度等几何参数对增升和升阻性能的影响规律。研究结果表明：微型后缘装置明显改变了襟翼后缘弯度，对襟翼流动产生有利诱导作用，拓展加长了增升装置的有效“气动弦长”，是一种附加气动襟翼。其几何参数设计原则是：以长度z≤1．5％c(c为干净翼型弦长)、位于95％襟翼弦向位置前较为合适；偏度则可根据起降等飞行状态进行选择。与四段及其以上增升装置相比，微型后缘装置具有增升效果显著、结构简单、附加重量小和易于工程实现等优点，是一种极具潜力的新型增升技术，

3、具有深入的研究价值和良好的应用前景。关键词：增升装置；微型后缘装置；数值模拟；几何参数；作用原理；设计原则中图分类号：V211．3文献标识码：A高效增升装置是改善飞机低速性能，特别是起飞／着陆性能的关键技术。改善增升效率可扩大飞行边界、提高商载、减小起飞着陆速度及其跑道长度。因此，提高增升状态的最大升力和升阻比是飞机设计永恒的追求。波音公司的相关研究表明，对于现代典型双发大型飞机，提高增升状态的最大升力和升阻比有如下好处⋯：1)起飞阶段，1％的升阻比改善将带来2800lb(1lb=0．4536kg)商载或150mile(1mile一1609．344m)航程的增加。2)对于固定的着陆进

4、场速度，增加1．5％的最大升力系数将带来33名乘客或6600lb商载的增加。3)对于给定的下滑航迹角，升力曲线线性段AC。一0．10的升力系数增量将带来l。的飞行姿态角减小；对于给定的飞机擦地角／尾翘角，可缩短起落架高度14in(1in=0．0254m)或减少1400lb使用空机重量。此外，增升装置还直接决定着飞机的噪声、动力、结构复杂程度、重量及运营成本等。可见，采用高效而简洁的增升装置，对于大型飞机特别是民用飞机来说，将意味着更好的经济性、环保性及更强的市场竞争力。近年来，随着航空科学技术的发展，各种新型增升技术层出不穷，使得增升装置的性能不断获得提升。研究发现，尾缘形状对翼型／

5、机翼的气动特性有着重要影响[2{]。因此，许多学者致力于翼型／机翼后缘的改进设计研究，提出了多种新概念微型后缘装置(mini—TED)，如：格尼襟翼(GurneyFlap)、发散后缘(DivergentTrailingEdge)和开裂襟翼(SplitFlap)等。有研究表明，使用高度为2％弦长的格尼襟收稿日期：2011·06—09；退修日期：2011-07—01；录用日期：201{一08—03；网络出版时间：2011-08-2311：20网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V20110823．1120．003．htmIDOI：CNKI：11

6、．1929／V．20110823．1120．003"X-通讯作者．Tel，：029-88494846E-mail=bqzhang@nwpu．edu．crl弓{硪格式tChuH8．ZhangBQ．ChenYC。etal,Investigationonmini-TEDefficiencyandimpactofitsgeometricalparameters．ActaAero—nauticaetAstronauticaSinica，2012．33(3)：381-389．褚胡泳，张彬乾．睬迎春．等．微型后缘装i增井效率及A何参数彰响研究，航空学报．2012。33t3)：38I-389．航空学

7、报Mar252012Vol33NO3翼，相同升力系数的翼型最大升阻比可增加12％左右[6]，并可大幅提高大迎角气动性能。周华[7]通过在NACA0012翼型上使用5％弦长的微型开裂式后缘，使其升力提高了1倍以上。微型后缘除增升效能显著外，其另一优点是结构简单，对原型机的结构改变很小。因此，特别适合于现有飞机改型。目前，国内外微型后缘研究主要以翼型和干净机翼为对象””]，在增升装置上的研究很少。如前所述，提高增升装置效率意义重大，因此，本文从二维增升装置人手