某飞翼布局隐身飞行器的翼型优化

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1、第４３卷第６期航空计算技术Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．６２０１３年１１月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＮｏｖ．２０１３某飞翼布局隐身飞行器的翼型优化１１２陈曦，白俊强，李权（１．西北工业大学航空学院，陕西西安７１００７２；２．中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，陕西西安７１００８９）摘要：对某飞翼布局无人机的翼型进行考虑隐身迎角的气动、隐身综合优化研究。采用基于非均匀有理Ｂ样条曲线的自由变形方法实现翼型的参数化表达；无限插值动网格方法生成气动求解的计算网格；分别采用基于雷诺平均Ｎ桘Ｓ方程求解的计算流体力学方法及物理光学法计算翼

2、型的气动、隐身性能；选择多目标遗传算法进行综合寻优设计研究。优化翼型兼顾了气动与隐身的要求，其综合性能优于原翼型。结果表明，方法具有较好的实用性。关键词：气动隐身综合设计；雷诺平均Ｎ桘Ｓ方程；物理光学法；多目标遗传算法中图分类号：Ｖ２１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１３）０６桘００４６桘０４AirfoilOptimizationofaStealthFlyingWindAerialVehicle１１２ＣＨＥＮＸｉ，ＢＡＩＪｕｎ桘ｑｉａｎｇ，ＬＩＱｕａｎ（１．SchoolofAeronautics，NorthwesternPolyte

3、chnicalUniversity，Xi′an７１００７２，China；２．TheFirstAirocraftInstitute，AVIC，Xi′an７１００８９，China）Abstract：ＴｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｔｅａｌｔｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｉｌｏｆａｆｌｙｉｎｇｗｉｎｄＵＡＶｉｓｉｎｖｅｓｔｉ-ｇａｔｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｔｅａｌｔｈａｔｔａｃｋａｎｇｌｅ．ＦｒｅｅＦｏｒｍＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＮＵＲＢＳｃｕｒｖｅｓｉｓｕｓｅｄｔｏｐａｒ-ａｍｅｔｒｉｃａｉｒｆｏｉ

4、ｌｓ，ａｎｉｎｆｉｎｉｔｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｄｙｎａｍｉｃｍｅｓｈｍｅｔｈｏｄｉｓｅｍｐｌｏｙｅｄｆｏｒＣＦＤｍｅｓｈｃｒｅａｔｉｏｎ，ＣＦＤｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＲＡＮＳｅｑｕａｔｉｏｎｓｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅａｉｒｆｏｉｌｓ′ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ＰｈｙｓｉｃａｌＯｐｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅＲＣＳ，Ｍｕｌｔｉ桘ＯｂｊｅｃｔｉｖｅＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＭＯＧＡ）ｉｓａｄｏｐｔｅｄｆｏｒｉｎ-ｔｅｇｒａｔｅｄｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆａ

5、ｉｒｆｏｉｌｓ′ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｔｅａｌｔｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｅｘｈｉｂｉｔｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｅｓｓａｙｈａｓｇｏｏｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ．Keywords：ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａｎｄｓｔｅａｌｔｈｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ＲＡＮＳ；ｐｈｙｓｉｃａｌｏｐｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ；ｍｕｌｔｉ桘ｏｂ-ｊｅｃｔｉｖｅｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ引言思想的无尾飞翼布局无人机，凭借其优异的气动性能，以及取消尾翼后大幅提升的隐身特性，

6、成为国内外研军用飞行器隐身性能是反映其作战能力的一项重究的热点之一。如美国新登航母的Ｘ－４７ｂ，具有高速要指标，然而考虑隐身设计的飞行器往往不可避免地洲际飞行能力的英国“雷电之神”及法国的“神经元”会伴随气动性能的损失。为此，只有通过气动与隐身无人战斗机等，均采用了飞翼布局形式。的综合设计妥善处理两者间相互矛盾，才能获得既有目前国内在飞行器气动、隐身的综合设计方面已低可探测性又有先进飞行性能的飞行器外形。机翼是经开展了部分研究工作，如北京航空航天大学的朱自雷达的一个强反射源，对于飞翼布局飞机更是如此，因强等采用矢通量计算方法进行了翼型的气动隐身优化此

7、，飞翼飞机的翼型隐身性能是影响其总体隐身能力［１］研究；西北工业大学的高正红、夏露等针对飞行器外的一个关键因素，设计一个能够同时满足气动与隐身形设计的气动隐身一体化优化设计模型，采用Ｐａｒｅｔｏ要求的翼型，对提高飞翼布局隐身飞行器整体性能尤［２］为明显。遗传算法建立了多优化目标设计方法；南京航空航自２０世纪９０年代以来，无人机在世界范围内得天大学的胡添元等利用ＣＡＤ参数化模型对飞翼布局［３］到了突飞猛进的发展，各种性能各异、技术先进、用途飞行器进行了气动隐身一体化优化研究；中国空气广泛的新型机种不断涌现出来。其中基于一体化设计动力研究与发展中心的于哲

8、峰等利用有限体积方法和时域有限差分方法对带翼钝锥体的气动和隐身综合特收稿日期：２０１３－０４－２８修订日期：