小型公务机翼身整流包皮研究

朱百六

（中航通飞研究院有限公司，广东珠海　519040）

小型公务机翼身整流包皮研究

朱百六

（中航通飞研究院有限公司，广东珠海519040）

采用风洞测力试验的方法，证明了翼身整流包皮对改善飞机的升力、阻力和俯仰力矩特性效果明显，并提出优化翼身整流包皮的一般方法。

测力试验；整流包皮；升力；阻力；俯仰力矩

0引言

在日益激烈的国际竞争中，减小小型公务机的巡航阻力能够显著提升其竞争力，而通过对机翼与机身连接处进行整流可以明显改善翼身干扰区的流动状态，从而达到增加升力、减小阻力的效果。

本文通过风洞试验的方法研究了翼身整流包皮对飞机气动力特性的影响，并分析了翼身结合处的流动状态，揭示了翼身整流包皮达到减阻效果的物理机理。

1　　整流方案

翼身干扰区涡系形成的物理原因是机翼根部产生的逆压梯度和绕根部的横向流动形成的三维分离，进而在边界层中形成具有不同数目涡的涡系以及在一定条件下从定常涡系变成非定常涡系或转化为湍流。用面积很小的边条可以改善翼身干扰区的流动特性，其主要原因是大大降低了原机翼前缘所形成的逆压梯度，从而可以使干扰区的漩涡减弱以至消失［1］。

本文对某小型公务机翼身连接部位进行了整流，整流主要针对前缘进行，中部保证机翼机身夹角大于90度，后部顺气流方向进行修型，图1显示了4种整流包皮前缘草图。

图1整流包皮前缘草图

在图1中，整流包皮固定展长，根据整流包皮前缘后掠角的大小，将整流包皮分为M1～M4，试验中将分别测试这4种整流包皮效果。

2　　流场分析

图2显示了加装翼身整流包皮前后翼根部位的表面流线图，从对比图中可以看出由于加装翼身整流包皮降低了机翼前缘的逆压梯度，减弱了干扰区的漩涡，因此机翼根部后缘的流态得到明显改善。

图2翼根外形及表面

3　　气动曲线分析

对4种整流包皮进行对比试验发现，前缘后掠角最大的M4整流包皮效果最好，试验结果列于图3、图4和图5中，从对比图中可以了解到翼身整流包皮对改善飞机的升力、阻力和俯仰力矩特性有明显效果。

4结论

翼身整流包皮对改善飞机的升力、阻力和俯仰力矩特性效果明显，设计飞机的过程中应加装并优化翼身整流包皮。优化整流包皮的关键是优化整流包皮前缘，前缘应尽量前伸，以形成较大的前缘后掠角。

图3升力系数对比

图4阻力系数对比

图5俯仰力矩系数对比

［1］张华，吕志永.后掠翼身干扰区流动特性及改善措施研究［J］.空气动力学学报，2000，18(4).

［2］王豪杰，郭民，李杰，等.民用飞机翼身整流黏性扰流数值模拟方法研究［J］.科学技术与工程，2010，10(14).

朱百六（1981-），男，工程师，硕士，研究方向为实验空气动力学。