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《中北大学》 2018年
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弯度机翼跨声速气动特性研究及结构设计

林义彪  
【摘要】:变形智能飞行器已成为国内外研究热点,通过智能变形技术,改变飞机外形参数,使飞机在飞行过程中保持最佳飞行参数,进而改善飞机飞行性能。飞机飞行过程中,改变机翼前后缘弯度对飞机的气动性能影响最大,尤其是在跨声速飞行中,机翼前后缘弯度微量变化就会对机翼气动特性造成很大影响。因此,在跨声速飞行中,有目的无缝连续光滑的改变机翼前后缘弯度,能够改善机翼在跨声速飞行阻力发散特性、激波失速特性,增大机翼升阻比,提高飞机巡航马赫数。本文主要针对机翼前后缘弯度变化进行跨声速气动特性研究,并针对后缘弯度进行机构设计和运动学仿真。首先,本文以超临界翼型DFVLR R-4翼型为基本翼型,在前缘30%弦长处,对翼型进行正向(向下)偏转1~0、2~0和负向(向上)偏转1~0、2~0,得到四种变弯度翼型;在后缘30%弦长处,对后缘弯度向下分别偏转1~0、2~0、3~0,得到3种变形翼型。其次,以空气动力学、计算流体力学理论基础上,针对上述变形翼型进行跨声速气动特性分析。最后,本文针对后缘可变弯度机翼进行结构设计,并对结构进行运动学仿真。通过文本研究得出以下结论:(1)在跨声速中,翼型前缘弯度正向偏转阻力发散特性得到改善,负向偏转阻力发散特性变差;在相同来流马赫数下,翼型正偏转升力系数减小,负向偏转,升力系数增大;翼型正向偏转时,失速迎角特性得到改善。得出前缘可变弯度翼型能够较好的运用到跨声速中。(2)在跨声速中,超临界翼型后缘弯度向下微量变化,使翼型的临界马赫数提前,阻力发散特性变差,但其升力系数增加以及激波失速前升阻比增加;翼型变化量在1~0时,在跨声速中的气动特性较好,翼型升力系数提高了21.12%,升阻比提高9.2%;随着后缘弯度增加,翼型的失速迎角特性的得到改善。(3)变弯度机构在满足飞机起飞、着陆后缘弯度大偏角基础上,基本上能够实现机翼在跨声速巡航中后缘弯度无缝连续变形。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:V211.41

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【参考文献】
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