吕帅帅 杨宇

变弯度机翼前缘柔性蒙皮优化设计方法与变形机理研究

吕帅帅 杨宇

(中国飞机强度研究所 智能结构与结构健康监测研究室，西安 710065）

光滑连续变弯度机翼前缘具有降低噪声和提升气动效率的优势，针对其变厚度柔性蒙皮，目前的研究主要集中于优化方法设计，而缺乏对蒙皮变形机理和变厚度方案优劣的分析。因此，首先对变弯度前缘设计区域进行了定义，然后开展了变弯度机翼前缘的蒙皮变形机理分析，总结出理想条件下柔性蒙皮的变形机理、实际变形与理想变形产生差异的原因及变厚度柔性蒙皮方案的设计难点和局限性，最后以机理分析为基础，提出了后掠变弯度机翼前缘柔性蒙皮的优化设计方法，并以真实翼型的变弯度前缘翼段为研究对象，完成了变形仿真分析。数值模型实现了变厚度柔性蒙皮的高精度变形，验证了该设计方法的有效性。

变弯度机翼；前缘；柔性蒙皮；后掠角；变形机理

0 引言

光滑、无缝的机翼可变弯度前缘(Variable camber leading edge,VCLE)是一种新型的高升力装置，相比传统前缘缝翼，它能够显著降低飞机起降阶段的气动噪声，并满足未来层流机翼对蒙皮表面光滑程度的苛刻要求[1-5]。

变弯度机翼前缘研究已经有数十年历史。20世纪80年代美国专利4553722首次提出了变形机翼前缘结构的设计概念，该方案为解决蒙皮变形产生的高应变问题，采用了开缝设计，但间隙和台阶的存在不仅增加了内部驱动机构的复杂度和重量，还对飞机气动性能产生了影响。……