付志杰 许和勇 杜海 王宇航 徐悦

摘要：在机翼后缘应用环量控制技术可以改变机翼的气动力，为了研究环量控制技术在虚拟舵面飞行器上的控制效果，分别对不同舵偏角的机械舵面模型和不同射流动量系数的虚拟舵面模型进行了数值模拟。通过对比二者的升阻力系数和力矩系数曲线，发现前者在舵偏角θ= 0°、10°、20°和30°时的舵效分别与后者在Cμ= 0、0.005、0.009和0.012时相同，且θ与Cμ为二次多项式关系。为进一步研究环量控制系统在虚拟舵面上的气动效率和能耗，对不同喷口高度的模型进行数值模拟，发现在射流速度相同的情况下，不同喷口高度的虚拟舵面的等效升阻比相同，但是大喷口的虚拟舵面需要耗费更大的功率。

关键词：虚拟舵面；环量控制；等舵效；能耗；等效升阻比

中图分类号：V11文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.05.002

基金项目：国家自然科学基金（11972306）；中央高校基本科研业务费（310201901A004）；翼型叶栅空气动力学重点实验室基金

舵面是固定翼飞行器的重要组成部分，偏转舵面可以改变自由来流对飞行器的作用力，从而实现对飞行器的控制，如升降舵控制俯仰运动、方向舵控制偏航运动和副翼控制滚转运动。机械舵面已经伴随飞行器存在了百余年时间，且应用在几乎所有的固定翼飞行器上。存在时间长和应用范围广似乎说明了机械舵面具有不可替代性。但近年来出现了一种新概念无舵面飞行器，这种飞行器通过环量控制技术和射流推力矢量技术来完成飞行器的俯仰、偏航和滚转运动。……