海鸥300飞机尾旋特性风洞试验研究

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1、科技创新与应用l2ol4年第7期科技创新海鸥300飞机尾旋特性风洞试验研究杨康智陈春鹏(中航通飞研究院总体气动研究室，广东珠海519040)摘要：为研究海鸥300飞机尾旋特性，在qb5m立式风洞进行不同襟翼构型、不同重心位置、起落架收起／放下的相互组合状态的风洞试验。试验研究结果表明，海鸥300飞机能够在不超过一圈附加旋转中从单圈尾旋或者3秒尾旋(取时间长者)中改出。标准改出动作可以满足所有构型及重心情况下的尾旋改出要求，且操作简单，是一种最优的尾旋改出方法。关键词：尾旋；风洞试验；海鸥3001引言尾旋

2、是飞机最复杂也是最危险的飞行状态之一，常被称之为极限状态飞行。为了分析和预测尾旋、防止尾旋事故的发生，自1910年世界上发生第一起飞机尾旋事故以来，人们已为之苦一t7研究了100多年，但由于飞机设计技术的发展，飞机的气动布局与质量配置特性在不断的发展，因此，对飞机的尾旋特性研究从未停止过。其间发展的尾旋预测技术有：大迎角静态测力、强迫振荡、旋转天平测力和大幅度快速俯仰振荡等常规风洞试验技术；流态分析试验技术[；水平风洞、立式风洞、空中动力相似模型自由飞试验技术；分析研究；飞行模拟器；设计判据以及飞行试验

3、研究[7--9]等。在飞机失速／尾旋飞行试验之前，获得失速，尾旋动态特性资料的最可靠资料来源于模型自由飞试验，这些试验包括：模型失速，偏离自由飞风洞试验、立式风洞模型自由飞试验、空中投放自由飞尾旋试验。对于飞机尾旋的研究，基于立式风洞的优点，大量的和基本的尾旋和改出尾旋特性的试验研究都在立式风洞进行。对于一种特定的飞机，利用立式风f同的主要目的在于分析其尾旋特性，以确定最佳的尾旋改出方法和各重要参数(例如各个部件、质一t7位置以及外形变化等)对尾旋特性的影响。海鸥300飞机采用悬臂式中上单翼，“+”型高

4、置水平尾翼高置单发前三点可收放式起落架的船身式水上飞机。海鸥300飞机为单发正常类轻型通用飞机，在正常使用过程中，是禁止有意进入尾旋飞行的，但在研制阶段必须按照中国民用航空规章要求进行尾旋特性飞行试验验证／Ol。2试验相似准则及方法尾旋试验过程的模拟准则除几何相似外，还应满足动力相似(即弗劳德数Fr相等)。试验模型应满足以下缩比原则⋯：几何缩比因子K=l／／l质量=mf／KA转动惯量I,o=／A质心位置(X~g／e)。=／e)，图1模型悬挂系统示意图式中，K为模型缩比因子；大气密度比A=p／p，P为模拟

5、高度处的大气密度，P为风洞所在地海拔的大气密度。数随时间变化的规律，一直持续到模型尾旋运动3—5圈后，自动操试验采用悬挂支持模型法lll，试验时由上下柔性悬挂绳索将模纵台给舵面偏转自动装置发出f遥控)指令，使模型舵面按预定方案型置于试验段中(图1)。试验从低速开始，操作员将模型放入试验偏转以改出尾旋或到新的尾旋状态时，才停止测量f包括摄影)。在判段，用手给模型施加一个初始旋转f约每秒1～3圈)，然后气流速度读仪上判读摄影胶片，就可获得给定飞机模型的尾旋特性和改出尾平缓变化直到模型所受到的气动阻力等于其重

6、量，此时操作员松开旋特性。上挂绳，使模型处于自由悬浮运动状态。当模型处于尾旋运动时，3试验设备及模型操纵测示系统f包括运动轨迹复现系统——由位于试验段侧边和试试验在qb5m立式风洞进行(模型在风洞中的安装见图2)，该采验段顶部或底部的摄像机组成)测量模型作尾旋运动时的各运动参用单回流、圆形开口试验段结构，风洞总高54．66m，地下部分15m。由(3)式可以推PAP104灭雷炸弹的冲击因子sF-5，P,．=135．2Mpa的数值，因此，我们可以相信灭雷炸弹在1．25m范围内能够使沉底雷爆炸。K_：14结束

7、语炸弹在海底爆炸比在水中爆炸，冲击波能量能增加10％一20％，因分析以上三种情况，第三种情况应与实际情况最为接近，我们可以此海底反射系数可在K=I的基础上略有增加，在下面计算中我们取K认为，在不考虑沉底雷布放深度影响的情况下，灭雷炸弹对沉底雷的殉值为1．1。爆距离约为1．25m，也就是说，将灭雷炸弹投放在距沉底雷1．25m范围对于33．66kgTNT炸药其sF为：之内，可殉爆沉底水雷。若考虑沉底水雷布放深度的影响，随着布放深SF=X／KG"x~l．1x33．66度的增加，其殉爆距离应逐渐增大。—一：RR

8、R参考文献令SF=5则R=I．25m[1永峰．&-I-Tg-F爆炸对水雷破坏参数的探讨叨窟昌：第710研究所，下面我们计算33．66kg炸药爆炸产生的冲击波峰值压力1997．[2]黄贞皆．炸药与火药哪．武汉：海军工程学院印刷，1980．P,~=533()“5<9．8x10(4)[3】孟祥岭．水雷兵器总体设计原理斌汉：海军工程学院印刷，1981．将G=33．66kg,R=1．25m代人上式得作者简介：付德强(1970-)，男，本科，工程师，主