基于前缘缝翼微型后缘装置的多段翼型被动流动控制

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1、航空学报ActaAeronautioaetAstronauticaSinicaMay252017V01．38No5SSN1000．6893ON11—1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaaedu．ca基于前缘缝翼微型后缘装置的多段翼型被动流动控制张振辉，李栋*，杨茵西北工业大学翼型叶栅空气动力学国家重点实验室，西安710072摘要：以麦道航空公司的三段增升构型为研究模型，采用剪切应力输运(SST)k-m湍流模型在CH型多块结构网格上求解二维非定常雷诺平均Navier—Stokes方程，研究了前缘缝翼微型后缘装置

2、(MTED)在多段翼型被动流动控制中的应用。由于MTED改变了实际的缝翼缝道参数，因此首先研究了作为主要改变量的缝道宽度对该三段翼型气动性能的影响，当缝道宽度从参考构型的2．95％r增加至3．98％r时，最大总升力系数约减小4．61％。当在不同缝道宽度基本构型上增加相同MTED时，计算结果表明它对各个翼段的影响定性一致，即前缘缝翼升力增加、主翼升力减小以及后缘襟翼升力基本不变化。这些升力变化的综合作用是：MTED构型线性段总升力系数的变化不大，失速段的变化取决于缝道宽度，当缝道宽度为3．98％f时，高度为0．50％C的MTED构型的最大总升力系数

3、约增加6．98％。关键词：多段翼型；被动流动控制；前缘缝翼；中图分类号：V211．3文献标识码：A微型后缘装置(MTED)；缝道宽度文章编号：1000—6893(2017)05120650一11现代大型飞机离不开高效的增升装置，它能够改善飞机的起降和爬升性能、提高起飞重量、缩短滑跑距离、减小气动噪声以及增强机场适应性等[1]。因此，飞机制造商都在不遗余力地推进增升装置技术的发展，它的发展趋势是气动外形的高效化和结构设计的简单化，如B727采用了内侧克鲁格襟翼和外侧前缘缝翼的前缘增升装置以及三缝襟翼后缘增升装置，而B767对应的则是前缘缝翼以及内侧

4、双缝襟翼和外侧单缝襟翼口]。传统增升装置的设计经历了不断发展后，在气动性能上的改进空间已变得非常有限，适用的流动控制技术为其提供了一种有效途径。基于能量消耗和控制环路的方式，增升装置的流动控制技术可分为被动和主动控制技术，被动控制装置包括主翼下偏扰流板[3]、主翼增升薄片[4]、襟翼微型后缘装置[53以及主翼和襟翼涡流发生器[61等，涉及的主动控制手段包括合成射流[7]、等离子体[83以及动力增升凹1等。这两种控制技术各有自身特点和机理，其中被动控制具有无需外部能源、技术相对简单、制造成本较低以及技术成熟度高等优点，已在某些型号的飞机上得到了应用

5、，如F一18中的下偏扰流板。在上述增升装置的被动控制装置中，实际上主翼增升薄片也属微型后缘装置(MTED)的范畴，MTED在几何尺度上与边界层高度为同一量级，可以布置在不同翼段或组合使用，根据实际飞行状态打开和收起都比较方便。对于MTED在多段翼构型[4毛10。121上的应用研究，主要集中在主翼和襟翼上，Carrannanto等[1妇分析了两段翼型和三段翼型主翼MTED对气动性能收稿日期：2016—07—27；退修日期：2016—12—12；录用日期：2017—01-19：网络出版时间：2017—02—1713：22网络出版地址：WWWcnki．

6、net／kcms／detail／11．1929V．20170217．1322．006．htmI基金项目：国家自然科学基金(11072200)；中欧国际合作项目MARS*通讯作者．E-mail：Idgh@nwpu．educa确角榕武；张振辉，李栋。杨茵．基f前缘缝翼微型后缘装置的多段翼型被动流动控翩iJ]．航空学报．2017．38(5)：120650。ZHANGZH，LID，YANGY．Passiveflowcontrolofmulti-elementairfoilsusingslatmini-trailingedgedevicefJJ．ActaA

7、eronauticaetAstro．nauticaSinica，2017，38(5)：120650．120650．1航空学报的影响，褚胡冰等[5]分析了三段翼型襟翼MTED几何参数的影响。对于现代民用飞机，传统的增升装置大多采用前缘缝翼和后缘襟翼的形式，前缘缝翼在延迟流动分离和增大失速迎角方面具有重要作用。因此，本文以麦道航空公司的三段增升构型为研究模型，结合缝翼缝道参数的变化，研究了缝翼MTED在多段翼型被动流动控制中的应用，旨在分析并总结它的控制机理和影响规律。1研究模型麦道航空公司的三段增升构型被广泛采用于多段翼型的数值研究[13]中，曾作

8、为1993年在NASALangley研究中心举办的高升力研讨会的算例‘14]。它的风洞试验[15‘16]主要在NASALangley研究