大型运输机多缝富勒襟翼运动机构设计研究

大型运输机多缝富勒襟翼运动机构设计研究

张兴国[1]2003年在《大型运输机多缝富勒襟翼运动机构设计研究》文中研究表明襟翼在各种飞机上普遍应用,它可以在短时间内增加飞机升力,主要用在飞机起降过程和特殊紧急情况下。多缝富勒襟翼在襟翼舵面偏转的同时发生较大幅度的后退,增加机翼整体弯度和机翼面积,通过缝隙气流改善附面层状况,因而得到加大的升力增量。它的增升效果与其它类型襟翼相比具有很大优越性,已经在国外许多大中型运输机上得到应用。在国内,由于运输飞机研制发展相对落后,富勒襟翼运动机构这一领域的自主研究尚属空白。目前国内航空工业的发展对大型运输机的需求变得越来越紧迫,而研制大型运输机的关键技术之一——富勒襟翼运动机构的设计方法——必须得到解决。 在本文中,针对大型运输机机翼设计的需求,首先对几种国外运输机襟翼运动机构的资料进行仔细研究,对叁缝富勒襟翼运动机构的组成进行了分析,总结归纳出了叁缝富勒襟翼运动机构的3个基本组成部分:主机构(轨道),驱动机构,子襟翼机构及子襟翼运动控制机构。对后缘叁缝富勒襟翼工作时的3个关键位置,按照“等弦长百分比”运动的设计准则和空间刚体引导机构的设计思路,提出了圆弧轨道、非圆弧轨道和螺旋线轨道等3种空间位置引导轨道的设计原理,并分别给出主襟翼和子襟翼驱动机构的不同设计方法。 在论文最后举出了轨道设计实例。以叁缝襟翼的3个假定的工作位置作为设计输入,算出了3种不同轨道下襟翼的运动结果,并从几何角度进行了简单对比分析,为进一步的气动分析提供输入数据。计算结果表明,不同的轨道下所得的襟翼3个工作位置从几何角度看比较接近,其中非圆弧轨道能够使襟翼在3个工作位置与预先设计的姿态完全相同。

董斌斌[2]2011年在《二维襟翼缝道外形的气动优化设计研究》文中提出随着现代商用运输机的飞行速度越来越快,增升装置的性能显得越来越重要。富勒襟翼是一种常用的后缘襟翼,它比普通单缝襟翼的升力增量更大,而比双缝或多缝襟翼的结构和运动机构简单,更有利于升力的优化,在大型民用飞机上有着越来越多的应用。本文首先使用二次曲线法对襟翼外形曲线分为叁段进行描述;然后使用ESI-CFD软件对两段翼型的网格模型进行建模并使用SST-k-ω湍流模型进行计算;接着通过增加襟翼的弦长、偏角,优化缝道参数以及修改襟翼几何外形三个步骤来提高襟翼的升力增量;最后对三维带襟翼的机翼网格模型进行了建模和计算,并对结果进行了分析。研究结果表明:增加襟翼的弦长和偏角可以大幅提高襟翼的升力增量,优化缝道参数、修改襟翼外形可以使两段翼型的最大升力系数提高。在缝道优化阶段,当两段翼型攻角较小时,主翼的尾迹流无法对襟翼的分离起到足够的抑制作用,襟翼的分离情况比较严重;当两段翼型的攻角加大的时候,由于襟翼和主翼后缘在来流方向上距离减小,主翼的尾迹流动对襟翼分离流动的抑制作用加大,而缝道流动速度增加,襟翼的分离减小。

董斌斌[3]2011年在《二维襟翼缝道外形的气动优化设计研究》文中研究指明随着现代商用运输机的飞行速度越来越快,增升装置的性能显得越来越重要。富勒襟翼是一种常用的后缘襟翼,它比普通单缝襟翼的升力增量更大,而比双缝或多缝襟翼的结构和运动机构简单,更有利于升力的优化,在大型民用飞机上有着越来越多的应用。本文首先使用二次曲线法对襟翼外形曲线分为叁段进行描述;然后使用ESI-CFD软件对两段翼型的网格模型进行建模并使用SST-k-ω湍流模型进行计算;接着通过增加襟翼的弦长、偏角,优化缝道参数以及修改襟翼几何外形三个步骤来提高襟翼的升力增量;最后对三维带襟翼的机翼网格模型进行了建模和计算,并对结果进行了分析。研究结果表明:增加襟翼的弦长和偏角可以大幅提高襟翼的升力增量,优化缝道参数、修改襟翼外形可以使两段翼型的最大升力系数提高。在缝道优化阶段,当两段翼型攻角较小时,主翼的尾迹流无法对襟翼的分离起到足够的抑制作用,襟翼的分离情况比较严重;当两段翼型的攻角加大的时候,由于襟翼和主翼后缘在来流方向上距离减小,主翼的尾迹流动对襟翼分离流动的抑制作用加大,而缝道流动速度增加,襟翼的分离减小。

董斌斌, 金海波[4]2013年在《富勒襟翼外形的参数化建模及优化》文中提出富勒襟翼能够产生比普通单缝襟翼更大的升力增量,而且比双缝和多缝襟翼结构简单、活动部件少,更有利与气动优化,在现代民用飞机上有着越来越多的应用。本文使用二次曲线分段构造富勒襟翼的几何外形,使用SST-k-ω湍流模型对气动网格模型进行数值模拟,以此为基础优化襟翼的几何外形来提高襟翼的升力增量,并对襟翼外形优化前后的计算结果进行了分析。研究结果表明,通过优化富勒襟翼外形,可以提高襟翼头部的吸力峰值,进而提高对主翼环量诱导作用,使得两段翼型的升力系数增加。基于CFD流场显示,可以发现由于襟翼缝道流动对襟翼气流的分离起到抑制作用,因此随着两段翼型迎角的适当增加,反而可以改善襟翼上方气流的分离情况。

参考文献:

[1]. 大型运输机多缝富勒襟翼运动机构设计研究[D]. 张兴国. 西北工业大学. 2003

[2]. 二维襟翼缝道外形的气动优化设计研究[D]. 董斌斌. 南京航空航天大学. 2011

[3]. 二维襟翼缝道外形的气动优化设计研究[D]. 董斌斌. 南京航空航天大学. 2011

[4]. 富勒襟翼外形的参数化建模及优化[J]. 董斌斌, 金海波. 飞机设计. 2013

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