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内吹式襟翼控制机理和失速特性

2021-11-13姜裕标高立华

空气动力学学报 2021年5期

张 刘,姜裕标,何 萌,陈 洪,高立华

(1. 中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室,绵阳 621000;2. 中国空气动力研究与发展中心 低速空气动力研究所,绵阳 621000)

0 引言

起降性能是飞机初始设计阶段最主要的限制因素,特别是短距起降设计,需要巨大的升力,即使最复杂的缝翼、襟翼组合高升力系统都无法满足[1]。波音公司设计生产的C-17运输机利用外吹式襟翼(EBF)获得短距起飞性能[2],而其早期设计的YC-14采用上表面吹气技术(USB)[3]。尽管这两类高升力系统可以获得类似的升力增量,但它们在包括稳定性、维护费用和巡航性能等细节方面有较大不同。环量控制是第三种增升方式,类似上表面吹气,利用柯恩达效应[4],即流体在曲面外形上的附壁效应,使流动沿着物面切线的方向发生偏转,通过高能量射流控制附面层内的流动形态,使绕翼型的流动产生很大的环量,从而获得高升力。

早期环量控制翼型[5-7]的设计采用圆形或近圆形尾缘,在不需要传统襟缝翼的情况下,就可以获得较为可观的增升量。较大的尾缘半径可以显著增加升力,但在巡航时,厚度较大的钝形尾缘产生不可忽略的附加阻力;较小的尾缘半径可以满足气动设计对巡航阻力的要求,但当压比达到一定值或射流缝宽较大时,射流在柯恩达型面偏转之前就已发生分离,限制了环量控制高升力系统的增升能力。

内吹式襟翼环量控制翼型[8-11]可以克服上述缺点。襟翼(Hinged Flap)可以在0°至90°范围内偏转。……

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