带升力风扇飞翼布局无人机过渡飞行气动特性研究

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1、第5卷第2期2014年5月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．5No．2Mav2014文章编号：1674—8190(2014)02—193—08带升力风扇飞翼布局无人机过渡飞行气动特性研究张炜1，张引妮1，蒋汉杰2，李慧3(1．西北工业大学航空学院，西安710072)(2．中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安710089)(3．中航飞机股份有限公司研发中心，汉中723000)摘要：带升力风扇飞翼布局无人机除了具备飞翼机的优点外，还兼具短

2、距／垂直起降功能，研究其过渡飞行阶段的气动特性是建立其飞行动力学模型的基础。对带升力风扇飞翼布局无人机的过渡飞行阶段进行气动仿真，分析升力、阻力和力矩随速度和迎角变化的特性，并在某定常流下对该布局飞机的流动机理进行研究，针对气流分离提出控制方法。结果表明：来流速度增大时，升力值持续增大，阻力增加，低头力矩增大；在相同来流速度下，迎角增大，升力随之增加且外段翼是其升力的主要来源，阻力先减小后增大，较常规平飞状态下有较大的抬头力矩；控制气流分离的两种改进方法是有效可行的。关键词：升力风扇；飞翼布局；无人机；气动特性；

3、流场；分离控制中图分类号：V221+．3文献标识码：AStudyonAerodynamicsPerformanceofLift_fanUAVinFlyingWingConfigurationinTransitionFlightZhangWeil，ZhangYinnil，JiangHanjie2，LiHui3(1．SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710089，China)(2．TheFirstAircraftInstitute

4、，AviationIndustryCorporationofChina，Xi’an710089，China)(3．ResearchandDesignDevelopmentCenter，AVICAircraftCorporation，Ltd．，Hanzhong723000，China)Abstract：Thelift-fanUAVinflyingwingconfigurationnotonlyhastheadvantagesoftheflyingwing，butalsocanbecapableofshortdist

5、ance／verticaltakeoffandlanding(S／VTOL)．Studyonitsaerodynamicperformanceisthefoundationforbuildingthedynamicmodelofflight．Thelift-fanUAVperformanceintransitionstageisstudiedbyaerodynamicsimulation，andthecharacteristicsoflift，dragandmomentwiththechangesoftheve—

6、locityandangleofattackareanalyzed．Aimingattheairflowseparation，somecontrolmethodsarepresented．Studyshowsthatthelift，drag，andnose-downmomentincreasewiththeincreasingofvelocity．Inthesameve—locity，withtheangleofattackincreased，theliftisincreasingandtheouterwingi

7、sthemainsourcetogetthelift．Thedragisdecreasingfirstandthenincreasing．Incomparisonwiththenormalsteadyflight，thenose-upmomentismuchhigher．Besides，thetwocontrolmethodstoimprovethefluidseparationaresimpleandeffec—tive．Keywords：lift-fan；flyingwing；UAV；aerodynamicp

8、erformance；streamline；controloffluidseparation0引言飞翼布局的飞机具有高效的空气动力、最佳的收稿日期：2013—11-14；修回日期：2013—12—24通信作者：张炜，weizhangxian@nwpu．edu．cn气动载荷分布、大而有效的装载空间以及先天的低雷达反射面特性，在军事上飞翼布局的飞机是翼身融合体一体化设计的最佳