题目：大型飞机先进增升装置气动机构一体化优化设计研究

    近年来，国外先进大型客机如A380、A350XWB、B787在增升装置设计上并非单单追求气动最优，而是追求气动、机构、噪声的综合最优，因而“前缘下偏+扰流板下偏+后缘铰链单缝襟翼”的增升装置搭配形式获得飞机设计者青睐。此种搭配形式在满足飞机起降性能要求的基础上，兼顾飞机高速特性，同时简化结构和机构设计、提高系统可靠性和维护性、降低整体结构重量。本文采用iSIGHT优化平台软件与CFD数值模拟相结合的方法，对此种先进构型进行二维机构导引下的优化设计，并针对最优构型的SCCH模型进行三维流场的分析及铰链机构的运动仿真，主要研究内容及成果有：

    1.以某国产大型客机二维巡航及着陆构型翼型为基准翼型，以前缘下偏角度、下偏弦长、后缘下偏角度、后缘铰链位置坐标（X，Y）及扰流板下偏角度为设计变量，以起飞与着陆姿态8°和15°迎角升力系数、起飞姿态8°迎角升阻比及后缘襟翼铰链机构转轴半径为优化目标，通过自主搭建的iSIGHT平台实现了带机构约束的先进增升装置的优化设计。

    2.通过Pareto原则选取三种较优构型与传统三段翼进行了对比分析，发现最大升力系数、失速迎角均有所降低，而升阻比则有明显提高。另外通过压力分布、流线图等，针对前缘下偏构型典型流动现象如双前缘吸力峰等进行了分析。起飞姿态最大升力系数提升2.82%，最大升阻比约提升10~20%，但同时失速迎角前提4°；着陆姿态在中小迎角下的升力与原始三段翼持平，阻力系数略小，最大升力系数降低10.53%；机构上后缘襟翼的转轴半径约缩短3.99%。

    3.基于优化所得二维最优构型生成先进构型SCCH模型，与三段翼SCCH模型在气动力、流场方面进行对比分析。三维的计算结果显示，在α≤16°时，先进构型的的升力系数均比三段翼要高，阻力系数略大，升阻比基本持平，只是失速迎角减小了4°，且由于前缘缝道的缺失，先进构型在翼稍展向流动效应比三段翼要显著。

    4.利用CATIA中DMU模块对最优先进构型的SCCH模型进行运动仿真。基于二维最优构型生成三维SCCH模型，并对后缘铰链运动机构进行支撑机构建模及添加运动约束，从而实现在机构导引下的前缘下垂、扰流板下偏、后缘铰链运动仿真。