喷流对飞机尾流涡影响的试验研究

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1、第31卷2010焦第5期5月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．5Mav2010文章编号：1000-6893(2010)05—0899—10喷流对飞机尾流涡影响的试验研究黄烁桥1，申功忻1，RobertKonrath2，CarlF．V．Carmer2，KompenhansJiirgen2(1．北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)(2．德国宇航院气动与流动技术研究所，哥廷根37073)ExperimentalInvestigationofIn

2、fluenceofJetsOUAircraftWakeVorticesHuangShuoqia01，ShenGongxinl，RobertKonrath2，CarlF．v．Carmer2，KompenhansJiJrgen2(1．SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)(2．InstituteofAerodynamicsandFlowTechnol

3、ogy，GermanAerospaceCenter(DLR)，G6ttingen37073，Germany)摘要：飞机产生的尾流涡，特别是大尺度的翼尖涡，对尾随其后的飞行器是非常有害的，本文旨在探索利用飞机发动机产生的喷流加速尾流涡消亡的方法。试验采用简化的飞机模型(有尾翼)，建立了包含一对翼尖涡及一对反向旋转的尾翼涡(通过以负迎角安装尾翼得到)的4涡尾流系统。在无外来扰动的情况下，不同的尾翼设置下得到的尾翼涡对翼尖涡的作用效果不同，有的能导致翼尖涡提前消亡，有的则不能。考察了不同强度的喷流对不同4涡尾流系统的影响，

4、且作为对比，对无尾翼(2涡系统)及无喷流下的各种情况也分别作了观测。试验在拖曳水槽中进行，运用体视粒子图像测速(sPIV)技术，观测了与模型拖曳方向垂直的，从机翼后缘到下游约45翼展间均布的一系列切面。结果表明：当喷流直接作用于涡时，其效果主要取决于两者之间的初始距离及相对强度；而当喷流作用于整个4涡尾流系统时，其引入的扰动对不同的系统均能起到一定程度的改善作用，这种作用的关键在于利用喷流优化对翼尖涡进行扰动的机制，而不仅仅取决于喷流的强度。关键词：流体力学；飞机；尾流；喷流；体视粒子图像测速中图分类号：V211．7

5、6文献标识码：AAbstract：Wakevortices，especiallylarge-scaletipvorticesgeneratedbyairplanes，arehazardousforfollowingaircraft．ThisarticletriestoexploreawaytOacceleratewakevortexdecaythroughthejetsspoutedoutoftheaeroengine．Intheexperiment，asimplifiedaircraftmodel(withtail

6、wing)isemployedtoconstructa4-vortexwakesystemconsistingofapairoftipvorticesandapairofcounterrotatingtailplanevortices．Withoutexter—haldisturbance，effectsofvorticesgeneratedbythetailplanewithdifferentconfigurationsactingontipvorti—cesdiffer：sometailplanevortices

7、canleadtotheaccelerationoftipvortexdisintegration，whileotherscannot．Theinfluenceofietswithdifferentintensitiesondifferent4-vortexsystemsisstudied．Asacontrast，a2一vor-texsystems(withouttailwing)withandwith0Utjetsarealsoobserved．Theexperimentiscarriedoutinawa—tert

8、owingtank．Astereoparticleimagevelocimetry(SPIV)systemisemployedtoobserveandmeasurease—riesofsectionswhichareperpendiculartothetowingdirectionanddistributeduniformlybetweenth