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飞翼运输机气动布局设计

杨宇飞  
【摘要】:飞翼布局是近几年飞机气动布局研究的热点问题之一。由于空气动力学和飞控技术的发展成熟,使得飞翼布局原先的稳定性与操纵性难题有了可靠的解决方案,加上其本身结构重量轻,气动效率高,隐身性能好等特点,使其成为下一代新型气动布局飞机首选方案之一。本文在分析了大量国内外针对飞翼气动布局的研究结论与成果的基础上,将飞翼气动布局应用到民用大型运输机的设计中,在设计巡航马赫数下,首次完成了一架起飞总重为200吨级的,具有较强应用参考价值的高亚音速飞翼布局运输机气动外形方案。 本文主要完成了以下几方面的工作: 一、根据国内外研究机构对飞翼气动布局的先进研究成果,结合目前航空运输业中主流运输机的性能指标,提出了起飞重量200吨级,载重量大于50吨的高亚音速飞翼布局运输机设计指标。 二、应用飞机现代设计理论与方法,结合飞翼气动布局的特点,对所设计的运输机进行了较为可靠的重量、翼载等初始参数的估算。并根据估算结果,应用计算机三维建模技术,构建完成了所设计的飞翼运输机初始气动外形。 三、应用计算流体力学(CFD)技术,采用较为成熟的Euler方程加附面层粘性修正的数值计算方法,对初始飞翼运输机外形的气动特性进行数值计算。根据气动计算结果,分析了初始外形气动特性的不足及原因。 四、针对初始外形的不足,在研究了多种气动参数组合与外形搭配对气动特性影响的基础上,提出了可行的改进方案,并通过计算验证,完成了能满足设计要求的飞翼运输机气动外形设计。 五、结合设计改进过程中,对大量外形的气动计算结果分析,阐述了本文在飞翼运输机气动布局设计中所发现的一些现象与规律。


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