分布式动力系统参数对翼身融合布局无人机气动特性的影响
2021-03-02张阳周洲王科雷范中允
西北工业大学学报 2021年1期
张阳, 周洲, 王科雷, 范中允
(西北工业大学 航空学院, 陕西 西安 710072)
常规布局飞机在气动效率方面的设计潜力越来越有限,而翼身融合(blended wing body,BWB)布局飞行器以其更小的浸润面积、良好的气动效率、节能减排及低噪音污染等方面的优势进入研究者的视野[1-2]。NASA早在2009年便提出了N+3客机计划,力求在2035年使客机的油耗降低60%[3]。同时,分布式电推进(turbo-electric distributed propulsion,TeDP)系统在近年来受到越来越多研究者的关注,被认为是下一代民机设计最具潜力的动力布局形式之一[4-5],与传统动力形式相比,分布式推进系统具有增加载运量,提高升阻比以及降低油耗,尾气排放量和低噪声等优势,并且能够与BWB布局形成良好的契合。
在BWB布局与分布式推进系统结合的背景下,边界层吸入(boundary layer ingestion,BLI)效应[6-8]逐步进入研究者的视野。气流在经过BWB中心体后边界层完全发展,被吸入发动机后具有进一步降低飞机阻力、降低发动机需用功率、提高发动机推进效率、降低发动机耗油率等潜力。同时,可以利用康达效应(Coanda effect)使得气流边界层的附着得到改善,进一步提高机体的升力,减少起飞或降落时的滑跑距离。而分布式推进系统不仅能够使飞行器在气动性能方面有所提升,更可以提高全机设计过程中的设计空间[9],例如采用多个小尺寸涵道风扇不会引起质量的增加,单个涵道风扇在较宽的转速范围内都能保持较高效率等。这些都具有显著提高飞机综合性能的潜力。
国内外对耦合分布式动力系统的BWB飞机进行了以下的研究工作。……
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