可變形翼型的非定常氣動(dòng)特性研究.pdf

1、可變形飛行器是為了滿足航天航空技術(shù)飛速發(fā)展的需求而提出來的一種新概念且能夠適應(yīng)多環(huán)境，執(zhí)行多任務(wù)的飛行器。與傳統(tǒng)的固定外形飛行器相比，可變形飛行器能夠根據(jù)飛行環(huán)境和作戰(zhàn)任務(wù)等需求自適應(yīng)改變外形，使其在整個(gè)飛行過程中和執(zhí)行任務(wù)時(shí)，始終保持全階段的性能最優(yōu)化。可變性飛行技術(shù)被廣泛認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)未來航天航空飛行器新突破的革命性技術(shù)之一。
　　 由于可變形飛行器的優(yōu)越性使其成為近年來研究者關(guān)注的焦點(diǎn)之一，其中可變形飛行器的氣動(dòng)布局和氣動(dòng)特性

2、是可變形飛行器研究的基本出發(fā)點(diǎn)和核心?？勺冃物w行器的研究作為一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域，各國的研究情況還處于不同程度的起步階段，其中許多基礎(chǔ)性的科學(xué)問題和關(guān)鍵性技術(shù)的研究還相對(duì)薄弱。因此本文的工作是針對(duì)如何改變翼型以適應(yīng)不同飛行條件要求這一復(fù)雜問題來開展研究的。
　　 本文以儒可夫斯基翼型為例，采用理論分析和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法研究二維可變形機(jī)翼的非定常氣動(dòng)特性，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、為了從理論上認(rèn)識(shí)和分析可變形機(jī)翼非定

3、常氣動(dòng)性能，本文對(duì)于不可壓理想流體來流條件下，利用復(fù)變函數(shù)論，理論推導(dǎo)了可變形儒可夫斯基翼型的非定常氣動(dòng)升力和阻力的解析公式，同時(shí)也為后續(xù)關(guān)于可變形機(jī)翼數(shù)值計(jì)算的驗(yàn)證提供了檢驗(yàn)方法。
　　 2、對(duì)于不可壓縮理想流體來流條件下，提出了利用解析解和離散渦的相結(jié)合的方法研究可變形儒可夫斯基翼型的流場(chǎng)及非定常氣動(dòng)力，較詳細(xì)地分析了變形機(jī)翼升力系數(shù)的準(zhǔn)定常計(jì)算方法的誤差來源，并給出了修正方案。計(jì)算結(jié)果顯示脫落渦尾跡對(duì)升力系數(shù)和繞流環(huán)量影響

4、很小，變形機(jī)翼升力系數(shù)準(zhǔn)定常計(jì)算方法的誤差主要來源于流體非定常運(yùn)動(dòng)引起的附加升力，該非定常附加升力系數(shù)僅與當(dāng)前時(shí)刻飛行姿態(tài)及翼型形狀和變形速率有關(guān)，與具體的變形歷史過程無關(guān)，變形機(jī)翼的升力系數(shù)近似等于準(zhǔn)定常計(jì)算結(jié)果疊加上相應(yīng)的非定常附加升力系數(shù)。
　　 3、在亞音速流動(dòng)條件下，利用仿射變換將可壓縮流動(dòng)轉(zhuǎn)化為不可壓縮流動(dòng)的速度場(chǎng)，利用不壓縮流動(dòng)計(jì)算方法計(jì)算流動(dòng)速度場(chǎng)，再利用逆變換轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的亞音速流動(dòng)的速度場(chǎng)，進(jìn)而分析了機(jī)翼變形的

5、非定常氣動(dòng)特性。建立了變形機(jī)翼準(zhǔn)定常升力系數(shù)和非定常附加升力系數(shù)在可壓縮和不可壓縮兩種狀態(tài)下的簡(jiǎn)單近似對(duì)應(yīng)關(guān)系;著重分析了機(jī)翼往復(fù)變形過程中升力變化特性。
　　 4、在超音速流動(dòng)條件下，從小擾動(dòng)線化方程出發(fā)，利用基于格林函數(shù)的邊界元法求解了二維超音速流動(dòng)速度場(chǎng)，進(jìn)而對(duì)變形機(jī)翼的氣動(dòng)特性進(jìn)行理論分析和數(shù)值計(jì)算。重點(diǎn)討論了非定常附加升力系數(shù)隨著翼型基本參數(shù)變化的關(guān)系;同時(shí)還給出了不同來流馬赫數(shù)、攻角以及翼型參數(shù)變形加速度對(duì)完成機(jī)翼往