气动力配平及配平损失计算方法研究

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1、第1卷第2期2010年5月航空工程进展ADVANCESINAER()NAUTICAI。SCIENCEANDENGINEERINGV01．1No．2May2010文章编号：1674—8190(2010)02‘132—05气动力配平及配平损失计算方法研究张声伟，董建鸿，周林(中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，西安710089)CalculatingMethodResearchofAerodynamicTrimandTrimExpenseZhangShengwei，DongJianhong，ZhouLin(TheFirstAircraftIns

2、titute，AviationIndustryCorporationofChina，Xi’an710089，China)摘要：本文介绍了飞机气动力配平计算、重心转移俯仰力矩计算与气动配平损失计算的工程算法，并在此基础上进行改进：在计算配平气动力之前对原始风洞实验数据加以处理，得到多个定迎角变平尾偏角的数据文件。以某运输机为算例，分别使用直接风洞实验数据和处理后的风洞数据进行配平气动力和气动配平损失计算，对比两者的计算结果可以看出，本文改进的方法计算结果准确，具有一定的可行性。同时，使用MATLAB软件作为计算工具，提高了计算效率。关键宇：气动力

3、；配平；配平损失中图分类号：V211．7文献标识码：AAbstract：Inthispaper，theengineeringmethodsofcalculatingaircraftlongitudinalaerodynamictrim，pitchmomentwiththechanginggravitycenter，andthemethodofcalculatingaerodynamictrimexpenseareintroducedandimprovedtoensuretheaccuracyofaircraftaerodynamictriman

4、daerodynamictrimexpenseonthisbasis．Theoriginalexperimentaldataisprocessedbeforecalculatingaerodynamictrim，thengetanumberofdifferenthorizontalsta—bilizerdeflectionanglewithfixedangleofattackdatafile．Takecertainaircraftforanexample，usedirectaero—dynamictrimandtheimprovementmet

5、hodcalculatedrespectively．ComparisonofthetWOresultsshowsthattheresultofthisimprovementmethodisaccurateandfeasible，meetstheengineeringrequirements，meanwhilebyusingtheMATLABprogramminglanguagetoolthismethodcanimprovecomputationalefficiency．Keywords：aerodynamicforce；trim；trimex

6、pense0引言气动布局设计[1]的好坏决定了飞机型号研制的成败。在新型号研制阶段，通常给出飞机的多个气动布局方案，要判断各方案气动布局的优劣，可以使用气动力特性工程估算方法[2]，也可以利用CFD数值计算方法，但最终要经风洞试验数据来比较各气动布局方案的性能。在评估飞机性能时需要配平后的气动力数据，同时还要比较各布局方案因配平而造成的气动损失。气动力配平计算的准确与否，直接关系到气动布局方案的选型，对新型号研制具有重要意义。收稿日期：2010—03—23；修回日期：2010—05—11通信作者：周林，zhoulinwt@sina．com1计算

7、方法通过全机测力试验，可得到一系列平尾偏角所对应的飞机俯仰力矩系数、升力系数、阻力系数和机身迎角的数据，同时也可得到各平尾偏角所对应的俯仰力矩曲线、升力曲线和极曲线。1．1配平迎角计算C。一C辨0+C。口+C神垂(1)公式(1)为飞机俯仰力矩的计算式，其中C肿o+C蛐a是平尾偏角西为零时刚性飞机的俯仰力矩系数。通过对试验数据的插值，当马赫数为常值时，令俯仰力矩系数为零，即可求得各平尾偏角所第2期张声伟等：气动力配平及配平损失计算方法研究对应的配平机身迎角。这种方法实质上是利用数值解法求隐性二元函数Cm=厂(口，①)=0的解。1．2配平升力系数C

8、“计算CL，=CL。a+C蛳①(2)公式(2)为飞机配平升力系数的计算式，其中CL．a是平尾偏角为零时刚性飞机的升力系数。当已知某一平尾偏角下飞机的升