变后掠变展长翼身组合体系统设计与特性分析

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1、第31卷第3期航空学报V01．31No．32010年3月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAMar．2010文章编号：1000—6893(20lO)03一0506一08变后掠变展长翼身组合体系统设计与特性分析陈钱1，尹维龙2，白鹏1，冷劲松2，刘子强1(1．中国航天空气动力技术研究院，北京100074)(2．哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨150080)SystemDesignandCharacteristicsAnalysisofaVariable—sweepandVariable-spanWing-bodyChenQia

2、nl，YinWeilon92，BaiPen91，LengJinson92，LiuZiqian91(1．ChinaAcademyofAerospaceAerodynamics，Beijing100074，China)(2．SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150080，China)摘要：为了探索可变形飞行器气动、结构和控制关键技术，在可变后掠角及展长的翼身组合体风洞试验模型系统设计与特性分析方面开展了研究。系统设计包括总体方案设计、近似理论分析与计算流体力学(CFD)数值模拟、结构与控制技

3、术集成；特性分析包括结构特性、控制特性、定常与非定常气动特性的测试及其分析。结果表明：大尺度变形能显著改变飞行器的升力、阻力和升阻比等气动特性，进而使可变形飞行器能适应多种环境和任务，因而在全飞行周期中比传统固定外形飞行器具有更优的性能。关键词：翼身组合体；变后掠；变展长；变形飞机；CFD数值模拟；风洞试验中图分类号：V211．4文献标识码：AAbstract：InordertOinvestigatethekeytechnologicalissuesconcerningtheaerodynamics，structureandcon—trolofmorphingf

4、lightvehicles，asystemdesignandcharacteristicsanalysisonawindtunnelmodelofavaria—ble-sweep—and—spanmorphingwing—bodyisconducted．Thesystemdesignincludetheoveralldesign，approxi—matetheoreticalanalysis，computationalfluiddynamics(CFD)numericalsimulationaswellastheintegrationofstructureand

5、controltechnologies；thecharacteristicsanalysisincludethetestandanalysisofstructuralandcontrolcharacteristicsaswellasthetestandanalysisofsteadyandunsteadyaerodynamiccharacteristics．Theresultsdemonstratethatlargescalemorphingcanconsiderablychangetheaerodynamiccharacteristicsofaflightve

6、hicle，suchasitslift，dragandlift-to—dragratio，etc．，whichcanenabletheadaptationofmorphingflightvehiclesinmulti—environmentsandmulti—missions，andultimatelyleadtObetterperformanceformor-phingflightvehiclesincomparisonwithconventionalfixed—configurationflightvehicles．Keywords：wing—body；va

7、riable—sweep；variable—span；morphingaircraft；CFDnumericalsimulation；windttunneltest近年来，可变形飞行器成为研究者关注的热点。分析其原因，一方面在于研究者从飞行生物这种可变形飞行体的研究中持续获得新的启示，如D．Lentink等[1]对雨燕飞翔的研究中就提出了“变形”在未来飞机发展中的作用；另一方面在于，可变形飞行器符合未来对飞行器的需求，它能根据环境变化和任务变化来灵活地改变其形状和尺寸，得到满足环境和任务要求的气动、结构和控制特性以及综合性能。飞行器的变形方式可分为三类：局部小变

8、形、中等变形和大尺度变形