可變形翼型的非定常氣動特性研究.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多環(huán)境，執(zhí)行多任務的飛行器。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)任務等需求自適應改變外形，使其在整個飛行過程中和執(zhí)行任務時，始終保持全階段的性能最優(yōu)化?？勺冃燥w行技術(shù)被廣泛認為是實現(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)注的焦點之一，其中可變形飛行器的氣動布局和氣動特性

2、是可變形飛行器研究的基本出發(fā)點和核心?？勺冃物w行器的研究作為一個嶄新的研究領(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)性的科學問題和關(guān)鍵性技術(shù)的研究還相對薄弱。因此本文的工作是針對如何改變翼型以適應不同飛行條件要求這一復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)值計算相結(jié)合的方法研究二維可變形機翼的非定常氣動特性，具體研究內(nèi)容如下:
　　 1、為了從理論上認識和分析可變形機翼非定

3、常氣動性能，本文對于不可壓理想流體來流條件下，利用復變函數(shù)論，理論推導了可變形儒可夫斯基翼型的非定常氣動升力和阻力的解析公式，同時也為后續(xù)關(guān)于可變形機翼數(shù)值計算的驗證提供了檢驗方法。
　　 2、對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及非定常氣動力，較詳細地分析了變形機翼升力系數(shù)的準定常計算方法的誤差來源，并給出了修正方案。計算結(jié)果顯示脫落渦尾跡對升力系數(shù)和繞流環(huán)量影響

4、很小，變形機翼升力系數(shù)準定常計算方法的誤差主要來源于流體非定常運動引起的附加升力，該非定常附加升力系數(shù)僅與當前時刻飛行姿態(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)，變形機翼的升力系數(shù)近似等于準定常計算結(jié)果疊加上相應的非定常附加升力系數(shù)。
　　 3、在亞音速流動條件下，利用仿射變換將可壓縮流動轉(zhuǎn)化為不可壓縮流動的速度場，利用不壓縮流動計算方法計算流動速度場，再利用逆變換轉(zhuǎn)化為相應的亞音速流動的速度場，進而分析了機翼變形的

5、非定常氣動特性。建立了變形機翼準定常升力系數(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)下的簡單近似對應關(guān)系;著重分析了機翼往復變形過程中升力變化特性。
　　 4、在超音速流動條件下，從小擾動線化方程出發(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速度場，進而對變形機翼的氣動特性進行理論分析和數(shù)值計算。重點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)變形加速度對完成機翼往