● 摘要
大型飞机增升装置设计总的发展趋势是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。空客和波音推出的最新机型A350和B787均采用了简单铰链襟翼与扰流板偏转相耦合的后缘增升装置，以实现气动与机构的综合最优化。本文采用iSIGHT优化平台软件与CFD数值分析相结合的方法，对简单铰链襟翼与扰流板偏转耦合运动用以改善飞机的起降性能以及巡航性能进行了数值研究，主要研究内容及成果包括：
1. 搭建了集构型生成、网格划分、气动计算于一体的iSIGHT多目标优化设计平台。以起降构型的扰流板与后缘襟翼偏角、后缘襟翼铰链转轴位置为优化变量，以起降构型最大升力系数最大、起飞迎角升阻比最大、着陆迎角升力系数最大、后缘襟翼铰链转轴半径最小为优化目标，以后缘襟翼的巡航、起飞、着陆位置满足圆弧轨道设计要求为约束条件，对二维三段翼进行了气动机构综合优化设计。
2. 通过大量优化设计结果分析得出：与XX飞机基本三段翼相比，优化所得的最优起飞构型的升力系数大于基本构型，最大升力系数提高了约4.1%，迎角为8°时升力系数提高约14.3%，升阻比相等；最优着陆翼型的升力系数要远远地大于基本翼型，迎角为12°时升力系数提高了约20.0%；最优起降构型铰链转轴半径减小了19.0%。
3. 在二维起飞状态下，相对于采用铰链后缘襟翼且扰流板不下偏的传统飞机，采用扰流板与后缘简单铰链襟翼耦合运动可以改善分离流动，提高不同襟翼偏角状态下的升阻比。后缘襟翼下偏30°时，升阻比提高的最大幅度可达到35.8%，因为此时扰流板未偏转的基本构型后缘已经发生分离；在三维着陆状态下，扰流板下偏在一定程度上可以提高已有增升装置的最大升力系数，延迟失速迎角，改善大迎角下的分离流动，但在同位流动时效果不明显，当扰流板下偏角在1-2°之间时，可以提高最大升力系数约1.1%，同时将失速迎角推迟约2°。
在二维巡航状态下，通过铰链襟翼与扰流板联动以实现实时改变翼型弯度，可以使得变弯度翼型升阻比在不同升力系数情形下均高于基本翼型，在巡航点附近可以提高约10.0%。