机翼后缘连续变弯度对客机气动特性影响

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1、2017年8月第43卷第8期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsAugust2017V01．43NO．8http：／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2016．0583机翼后缘连续变弯度对客机气动特性影响郭同彪，白俊强+，杨一雄(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：后缘连续变弯度机翼在提高民用客机气动特性方面有较大的潜力，近年来

2、被广泛关注。基于建立的全局优化设计系统，研究了机翼后缘连续变弯度对宽体客机翼身组合体气动特性的影响。首先，采用自由型面变形(FFD)技术建立了后缘连续变弯度的参数化方法。然后，采用RANS方程作为流场评估方法，针对翼身组合体构型设计点附近升力系数开展了机翼后缘连续变弯度气动减阻优化设计。最后，探索了仅外翼段后缘连续变弯度和内外翼后缘均连续变弯度优化设计结果的异同。优化结果表明，升力系数小于设计升力系数时，在只考虑外翼段后缘连续变弯度的设计中，不易实现激波阻力和诱导阻力同时降低，考虑内翼段后缘连续变弯度后，减阻量较前者

3、更为明显；升力系数大于设计升力系数时，外翼段和内外翼的后缘偏转均可实现诱导阻力和激波阻力的同时降低，且减阻量相差不大。关键词：后缘连续变弯度；翼身组合体；气动优化设计；激波阻力；诱导阻力中图分类号：V211．41+1文献标识码：A文章编号：1001．5965(2017)08．1559．08大型民机发展以减阻减重为技术主线，以提高安全性、环保性，降低成本为目标，因此，减小气动阻力是民机设计的重要任务。对于民用客机，阻力降低1％可以减小0．2％直接使用成本⋯，而直接使用成本直接关系着民机的市场竞争力。另一方面，减小巡航阻

4、力可降低油耗，进而降低二氧化碳、氮氧化物等的排放量，是未来“绿色航空”的必然需求。21。自第一代大型民用客机(如波音707)运营以来，气动布局形式虽然没有发生大的变化，但在气动特性方面有了很大的改善。发展到今天，传统的气动设计技术已经比较成熟，想要在此基础上获得较大的收益十分困难”o。为此，各国研究学者开始探索进一步提高民用客机气动性能的新技术，其中包括机翼后缘连续变弯度H。。机翼后缘连续变弯度的设计思想最早由Kota教授∞1于1994年提出。2003年，Kerr—Jia和Kota’6。以变后缘机翼为例阐述了柔性机构

5、的设计方法。Marques等。71设计了后缘连续变弯度襟翼并用来减小翼型和机翼的阻力。deGaspari等旧1采用CST(Classfunction／ShapefunctionTransfor-mation)方法实现机翼前缘和后缘变弯度，并以支线客机为研究对象，探索通过机翼连续变弯度提高飞机性能的方法。Yokozeki和Sugiura归1采用瓦楞结构实现了机翼后缘光滑元缝偏转，并通过风洞试验对比了后缘连续变弯度翼型和传统后缘襟翼偏转翼型的气动特性，试验结果表明后缘连续变弯度翼型具有更好的升力特性。Kaul和Nguye

6、n。to]研究了后缘连续变弯度对翼型气动特性的影响，并对比分析了不同后缘偏转角度时翼型的气动特性。Lyu和Martins⋯1以第四届阻力预测会议提供的NASA—CRM构型的单独机翼为收稿日期：2016-074)7；录用日期：20164)9-02；网络出版时间：2016—10—1908：41网络出版地址：WWW．cnki，net／kems／detail／11．2625．V．201610190841．001．html基金项目：国家“973”计划(2014CB744800)}通讯作者：E—mail：junqiang@nwp

7、u，edu．ca引用格式：郭嗣彪．白俊强，杨一雄，枧翼后缘连续变弯度对客机气动特性影响l

8、]．北京航空航天大学学报．20t7，43(8)：1559．1566．GUOTB，BAIJQ，YANGYx．Influenceofcontinuoustrailing-edgevariablecamberwingonaerodynamiccharacteristicsofairlinerI)]．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2017，43(8)：155

9、9—1566(inChinese)．1560北京航空航天大学学报2017年研究对象，基于梯度优化算法研究了后缘变弯度对气动特性的影响。从国外的公开文献来看，基于机翼后缘连续变弯度的研究主要集中在变弯度机构的实现机理、后缘变弯度对二维翼型或单独机翼的气动特性影响。针对宽体客机翼身组合体构型开展机翼后缘连续变弯度对气动特性影响的研究较少，尚未看到基