黄冉冉, 李 栋,*, 刘 藤, 丁钰良

(1. 西北工业大学, 西安 710072; 2. 中国飞行试验研究院, 西安 710089)

0 引 言

当飞行环境的温度低于零度时，云层中的过冷液滴与机体撞击会立即冻结，从而改变飞机气动外形,对飞机的操纵性和稳定性有直接影响，甚至导致重大飞行事故[1]。根据美国联邦航空管理局(FAA)飞行安全部统计，从1990年到2000年，世界上由于结冰导致的飞行事故多达388起，约占气象飞行事故总数的12%[2]。

飞机结冰的相关研究始于20世纪30年代，考虑到飞行试验的安全性和经济性，早期的飞机结冰研究主要采用风洞实验。20世纪30年代末，随着CFD技术的迅速发展，关于积冰的数值模拟计算也开始兴起。1994年前的大部分结冰研究集中在结有较大明冰的对称翼型，而同年的美鹰航空4184号航班事故将人们的关注点转移到了不同翼型对不同冰形的敏感性分析上[3]。1999年Lee和Bragg[4]进行了不同展向冰脊模型对NACA23012和NLF0414翼型气动性能影响的研究，发现相比结冰形状，结冰位置对气动性能的影响要大得多，且两种翼型由于干净构型下不同的压力分布，在气动损失方面存在巨大差异。同年Dunn等[5]对具有简单襟翼的NACA23012翼型进行了SLD结冰条件下展向冰脊效应的数值模拟，结果表明相对较小的突起(高度为0.83%～1.39%弦长)会对升力产生显著影响。之后Chung等[6]将研究扩展到三维机翼上，发现二维和三维模拟结果趋势相似，后者比前者提前4°发生失速。2004年Pan和Loth[7]扩展了以前的工作，进一步考虑了雷诺数和马赫数的影响，发现雷诺数和马赫数对结冰翼型的影响远远小于对干净翼型的影响。……