地面效应下前∕后掠翼气动特性研究

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1、第6卷第4期2015年11月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．6No．4NOV．2015文章编号：1674—8190(2015)04—412—07地面效应下前／后掠翼气动特性研究汪洋，吴伟伟，李志国(中国航天空气动力技术研究院特种飞行器总体设计部，北京100074)摘要：针对飞行器在地效区飞行时复杂的流场特性，通过求解定常可压NS方程，改变机翼后掠角和地效区飞行高度，研究不同前／后掠角机翼在地效区内的气动特性。结果表明：在地效区内，随着后掠角的增大，机翼的升力系数和阻

2、力系数呈现先增后减的变化规律，后掠角在o。附近时升力系数达到最大值，阻力系数在10。附近达到最大值；俯仰力矩系数随着后掠角增加而减小；展向流动在后掠角为o。时最小，展向流动随着后掠角增大或减小剧烈变化；机翼下洗角随着后掠角增大而减小，随着离地高度的减小而减小。研究结果可为地效飞行器的概念方案设计和优化提供理论依据。关键词：地面效应；后掠角；气动特性；下洗角中图分类号：V211．5文献标识码：ADOI：10．16615／j．cnki．16748190．2015．04．003InvestigationonAerodynamicCharacte

3、risticsofForward／BackwardSweptWinginGroundEffectWangYang，WuWeiwei，LiZhiguo(DepartmentofSpecialAircraftOverallDesign，ChinaAcademyofAerospaceAerodynamics，Beijing100074，China)Abstract：Astheflowfieldofaircraftingroundeffectisverycomplex，theaerodynamiccharacteristicsoffor—ward

4、—-sweptandbacksweptwingingroundeffectisresearchedcarefullybysolvingsteadycompressibleN—·Se—．quationsandchangingthebacksweptandflightheight．Theresultshowsthatlift／dragcoefficientsofthewingincreasefirstandthendecreasewiththeincreaseofbackswept．Theliftcoefficientreachesmaxim

5、umwhenbacksweptis0，whiledragcoefficientisthemaximumat10．Pitchingmomentcoefficientdecreaseswhileback—sweptincreases．Thespanwiseflowistheleastwithbacksweptiszero，whilebecomingmoreseverewithback—sweptincreasesordecreases．Meantime，downwashangledecreaseswithback—sweptangleincr

6、easing，whilede—creaseswithflightheightdecreasing．Theresultcanprovidethetheoreticalbasisfortheprogrammingandopti—mizationofaircraftingroundeffect．Keywords：ingroundeffect；sweptangle；aerodynamiccharacteristics；downwashangle0引言地效飞行器是一种能够贴近水面高速飞行的运载工具，该类飞行器充分利用“地面效应”原理，可显著降低机翼

7、的诱导阻力，使飞行时的升阻比大大提高‘1

8、。地效飞行器正是利用这种效应实现掠收稿日期：2015—09—13；修回日期：2015—1卜16通信作者：汪洋，zhuoyue771988@126．COin海高速飞行的运载工具口]，已受到各国重视。但由于机翼与地面之间复杂的流场关系，使得地面效应研究变得复杂。随着计算机仿真技术的日新月异，数值模拟在流体力学中的应用也日趋广泛。目前，计算地效翼性能的方法主要有以下几种：基于升力线或升力面理论的镜像法，通过求解N—S方程的有限体积法，以及基于基本解叠加的面元法，这些方法都有其各自的特点和适用范围[3]。

9、XingFu等H1利用数值方法对存在地面效应时二维机翼的空气动力特性进行研究。屈秋林第4期汪洋等：地面效应下前／后掠翼气动特性研究413等口3利用Fluent软件研究飞行高度和地面波浪对地效飞