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增升减阻流动控制技术的数值模拟研究

2011-04-07石清,李桦

空气动力学学报 2011年3期

石 清,李 桦

(1.中国空气动力研究与发展中心,四川 绵阳 621000;2.国防科学技术大学航天与材料工程学院,湖南 长沙 410073)

0 引言

流动控制的本质是通过改变局部流动来控制流体动力的作用,它可分为两类:一类是被动控制,如微型涡流发生器、实体鼓包等;另一类是主动控制,如零净质量射流。采用被动流动控制技术,有结构简单易行等优点,但在非设计状态下往往难以达成预期的流动控制目标。运用主动流动控制技术,虽然结构相对复杂,但可以在不改变飞行器布局外形的情况下,利用致动器改变局部流动来控制飞行器绕流的流态,从而获得改善飞行器性能的效果。

机翼高效增升减阻技术是飞机优化设计的核心技术,而非定常流动被动/主动控制技术是机翼进一步增升减阻的重要措施之一。

机翼作为飞机的一个关键气动部件,增升对飞机性能有重要影响。有数据表明,起飞时,最大升力系数CLmax增加5%,有效载荷约可增加15%;着陆时,最大升力系数CLmax增加5%,有效载荷约可增加40%。

依据升力的形成机理和流动性态对机翼升力的影响,采用流动控制的手段改变翼型下翼面前缘处的局部流动,可改善翼型的压力分布,继而提高升力系数和升阻比。

典型的运输机在巡航状态时机翼阻力约占全机阻力的45%。机翼的阻力根据其不同形成机理,可分为四种阻力:由粘性空气与机翼表面摩擦而形成的摩擦阻力、由涡系引起升力倾斜而形成的亚声速诱导阻力(或超声速升致阻力)、由迎风面积而形成的压差阻力、由存在激波而形成的激波阻力。……

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