基于改进涡格法的飞翼布局飞机稳定性导数计算-论文.pdf

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1、第46卷第3期京航空航天大学学报Vo1．46No．32014年6月NanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsJun．20l4TJ基O于改进涡格法的飞翼布局飞机稳定性导数计算Urn宋磊杨华解静峰黄俊南Of(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京，100191)摘要：由于没有垂直安定面，无尾飞翼布局飞机航向安定性通常接近中立或略微为负，造成了其横航向稳定性与常规布局飞机具有很大区别。因此无尾飞翼布局飞机在概念设计阶段，必须在进行气动性能优化的同时，计算获得较为准确的气动导数数据以对飞机横航向稳定性进行分析，

2、这对气动计算软件计算精度和效率提出了很高的要求。本文在现有涡格法计算软件的基础上，提出了改进算法。以一概念飞翼布局飞机为算例进行计算，结果与风洞实验结果的对比证明：飞机具有侧滑角的情况下，改进算法比原算法计算精度有明显提高。关键词：涡格法；稳定性；无尾飞翼布局；飞行器中图分类号：V211．4文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)03—0457—06PredictingStabilityDerivativesofFlyingWingAircraftBasedonImprovedVortexLatticeMethodSongLei，Ya

3、ngHua，XieJingfeng，HuangJun(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeihangUniversity，Beijing，100191，China)Abstract：Becausetheabsenceofverticalstabilizercausesneutralorslightlynegativeyawstiffness，theflyingwingaircraftdiffersfromconventionalconfigurationaircraftinlateraldirecti

4、onalstability．Thusintheconceptualdesignstageoftaillessaircraft。notonlyaerodynamiccharacteristicsneedtobeopti—mized，butalsotherelativelyaccuratestabilityderivativesarenecessarytoanalyzethedynamicstabilityofaircraft．Itrequireshigheraccuracyandefficiencyofaerodynamiccalculationpr

5、ogram．Animprovedvortexlatticealgorithmisproposedinthispaper．Acertaintaillessaircraftischosentobetestedinwindtunnelandcalculatedwiththeimprovedalgorithm．Thecomparisonoftheresultsshowsthattheim—provedalgorithmhasmadeprogressinaccuracyduringsideslip．Keywords：vortexlatticemethod；s

6、tability；tailless；aircraft飞翼布局飞机由于其外形简练，具有很高的气理想的飞翼布局飞机其机翼和机身融合为一动效率和结构效率，在军用飞机和民用飞机领域研个升力体，没有单独的平尾和垂尾。这样的布局与究中都得到了广泛的关注。民用飞翼布局飞机包常规布局飞机相比，外形更为光顺，具有十分可观括波音X一48项目]，以及克兰菲尔德的低噪声运的气动效率及隐身优势。但与此同时，没有尾翼的输机研究_3]、俄罗斯中央流体力学研究所(TsA—飞翼布局飞机往往存在稳定与控制方面的问GI)也在该方面开展了许多研究l_5]。在军用飞机题——由于缺少垂尾，飞

7、机航向稳定性通常接近中方面，各国研制的无人作战飞机中很多都采用了飞立甚至轻微为负，十分容易造成飞机横航向荷兰滚翼布局，如x一45。]、X一47B_8]、神经元、以及其他国模态的发散。因此，飞翼布局飞机在设计过程中必家的飞翼布局方案阳等。须将飞机操稳特性与气动特性放在同一层面进行收稿日期：2013—12—24；修订Et期：2014—03—18通信作者：黄俊，男，教授，博士生导师，E—mail：junh@china．corn。458南京航空航天大学学报第46卷考虑。用在两侧机翼的升力或升致诱导阻力差带来的力获得气动导数是进行飞机操稳特性分析的基或力矩。

8、础。目前在飞机概念设计阶段比较常用的气动导在飞机巡航构型且迎角和侧滑角不大的情况数求解方法是基于半经验的DATCOM方法。