鸭式布局飞行器的翼体摇滚特性风洞试验.pdf

《鸭式布局飞行器的翼体摇滚特性风洞试验.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、航空学报Oct252016VoI37No．103003—3010ActaAeronauticaetAstronauticaSinicalSSN1000-6893CN11—1929／VhttD：／／hkxb．buaa．edu．cnHkxb@buaaedu，cnDOI：10．7527／S1000一6893．2016．0042鸭式布局飞行器的翼体摇滚特性风洞试验魏德宸，史志伟*，耿玺，刘超，昂海松南京航空航天大学航空宇航学院，南京210016摘要：为研究鸭式布局飞行器摇滚特性，设计了一种包括鸭翼、脊型前体、边条翼、主翼和垂尾的模型，进行了自由滚转、扰动滚转、静动态测力和烟线流场显示多种技术手段相结合

2、的风洞试验。通过自由滚转和扰动滚转试验得到了该模型翼体摇滚的时间历程，静态测力和动导数测定验证了非极限环运动形式摇滚的发生。结果表明该鸭式布局模型摇滚不仅同侧存在多个摇滚平衡点，而且在临界俯仰角，摇滚过程中可能出现从一摇滚平衡点跳动至同侧另一摇滚平衡点的突变。通过流场显示技术得刭该鸭式布局模型复杂流场的基本形态分布，并对滚转角为06时的全机涡系干扰和摇滚形成机理进行了简要分析。关键词：鸭翼；翼体摇滚；非极限环；动导数；流场显示中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000一6893(2016)10一3003一08飞行器在大迎角飞行时，常常会诱发非指令的自激运动，翼体摇滚正是其中一种严

3、重的动态表现形式[1]。翼身组合体摇滚相比细长体摇滚和常规机翼摇滚，其特性更为复杂，表现在：①影响摇滚的机体部件较多，不只是机翼，如前体、边条等也均对摇滚特性产生较大影响；②多涡流场结构的相互诱导和干扰，以及非定常涡流及涡破裂对不同部件的气动扰动。由于问题的复杂性等原因，相关研究工作也较其他两种摇滚少。Katz分析了飞机上的涡流分布以及大迎角时的非线性特征心]。在NASA兰利研究中心和美国海军联合牵头的翼突然失速(AWS)计划的资助下，Green和0tt研究了机翼厚度和弯度等参数对F／A—18战斗机的摇滚影响L3。4j。Owens等通过地面试验证了F／A一18和F一35等多种战机飞行中的摇滚现

4、象[5‘8]。同时数值模拟也应用于飞行器复杂流场的研究，有助于与试验相结合，进一步促进翼体摇滚研究凹。11I。国内多家单位也开展了翼体摇滚的研究工作，孙海生研究了一种翼体模型的摇滚风洞试验，并对摇滚的机理进行了分析[1引。王兵等研究了尖拱旋成体和小后掠梯形机翼组合体摇滚的人工转捩技术。13

5、。马宝峰等通过自由摇滚与强迫运动中的压力和流场测量相结合的方式，分析细长体与30。后掠机翼组合体的摇滚机理[14

6、。陶洋等针对不同马赫数、不同迎角、不同机翼形状和位置的翼身组合体模型进行了摇滚风洞试验，并分析了各因素对摇滚的影响[1“。荣臻等对小后掠机翼和细长旋成体组合体进行了摇滚粒子图像测速(PIV)／压

7、力同步测量，分析了前体涡诱导翼一身组合体双极限环摇滚的流动机理[16

8、。韩冰等采用计算的方式研究了双三角翼及其翼身组合体摇滚特性[1⋯。但目前国内发表的翼身组合体文献多基于细长旋成体和机翼的简单结构模型，对于收稿日期：2015-12-31；退修日期：2016-01-11；录用日期：2016．02—16；网络出版时间：2016—02—2210：27网络出版地址：www．cnki．net／kcms／delail／11．1929．V．20160222．1027．002hlmI基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目*通讯作者Tel：025—84896464E—majI：szwam@nuaaedu．

9、cn礅甩格式；魏德宸．史志伟．耿玺。等．鸭或布局飞彳亍器的翼体摇滚特性砜诵试验【J]i航空学报。2016。37(10)：3003．3010．wE

10、Dc。sHZw，GENGx，e{a

11、wlnotunne

12、testforWIng-bodyrockolcanara—comi舛fationaircraftiJI．Acf8Aefona饿{caetAstr∞autl-casin}oa。2016．37({O)：3003．30{o．3004航空学报oct．252016v01．37No．10=================================================一多部件如非圆截面前体、

13、鸭翼、边条翼和主翼产生的多涡系复杂流场下的摇滚现象研究工作尚未看到。1试验设备及模型1．1试验风洞试验是在南京航空航天大学开口回流式风洞中进行的，试验段俯仰方向气流偏角IaJ≤o．5。，偏航方向气流偏角恻≤o．5。，最大风速为35m／s，最小稳定风速为3m／s，紊流度￡≤o．07％。1．2试验模型所研究的气动布局外形如图l所示，全长0．66m，主翼展长O．5m。主要布局特点为：脊形前体、鸭翼、边条