可变形飞行器机翼两种变后掠方式及其气动特性机理
2012-11-08陈钱,白鹏,李锋
空气动力学学报 2012年5期
陈 钱,白 鹏,李 锋
(中国航天空气动力技术研究院,北京 100074)
0 引 言
现代可变形飞行器是近年来迅速兴起的一类新飞行器[1]。随着飞行环境与任务的变化,现代可变形飞行器能如鸟类等飞行生物一样灵活改变自身形状与尺寸,获得实时最优性能。
在飞行器发展过程中,外形可变的飞行器普遍存在,“外形可变”这一方法被越来越有效地应用[2]。通过机翼扭转来进行操纵的飞机Wright Flyer、最早带有副翼操纵面的飞机June Bug,最早带有襟翼增升装置的飞机S.E.-4、最早的可收放起落架的飞机Boeing Monomail、后掠角可变的飞机F-111和F-14、机身前端可弯折的飞机Concorde,都可视为具有代表性的传统可变形飞行器。随着仿生飞行与智能材料结构研究的进展,以及空天领域对多功能高效能飞行器需求的增强,研究者开始以一种新思维来研究“外形变化”,研究中特别遵循“飞行器应具有更多元的使命执行力与更优越的系统级综合性能”这一准则[3],由此开始了现代可变形飞行器研究。经过一系列大型项目[4-8]的推动,以及大学学术小组、政府研究机构、企业技术部门的大规模的独立与合作研究(例如,“Morphing”项目中包括了20所以上的大学[9]),逐渐加深了对“变形”的认识,使可变形飞行器研究进入了快速发展阶段。目前,小尺度局部变形、中尺度分布变形、大尺度全局变形均已成为研究热点。小尺度局部变形是通过射流等方式实现“虚拟形状变化”[10-11],或通过柔性材料结构与精密作动装置等方式实现“实际形状变化”[12],从而对飞行器局部流场结构产生有利影响,进而提高飞行器性能。……
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