● 摘要
论文以北京航空航天大学大型飞机高级人才培训班设计的新一代亚声速干线客机CJ818为主要研究对象，在气动设计中对大型客机的增升装置多段翼型进行了优化设计和计算分析，并采用吹吸气流动控制技术进一步提高CJ818气动性能。论文首先采用CFD方法对大型客机CJ818起飞构型和着陆构型气动性能进行了数值模拟，以起飞构型的最优升阻比为目标，着陆构型的最优升力系数为目标，对增升装置多段翼型进行缝道参数优化，完成CJ818增升装置多段翼型优化设计。缝道高度、重叠量和偏角是确定缝道的三要素，本次计算中共有前缘缝翼缝隙高度、前缘缝翼重叠量、前缘缝翼偏角、后缘襟翼缝隙高度、后缘襟翼重叠量和后缘襟翼偏角六个参数，其中前缘和后缘的偏角均保持不变。在此基础上论文采用前缘缝翼吹气和后缘襟翼吸气技术进行流动控制，前缘缝翼吹气位于前缘缝翼内侧，目的在于减小前缘缝翼的角涡对流场的影响范围，使起飞构型上表面边界层流动包含更多能量。在后缘襟翼边界层内包含更多能量对抗逆压梯度，推迟气体在后缘襟翼分离，增大失速迎角，提高最大升力系数。后缘襟翼吸气位于后缘襟翼上表面，目的在于直接将附着在襟翼上表面的分离涡除去，消除边界层分离，增大后缘襟翼环量，产生更大升力系数。流动控制以起飞和着陆构型的最优升力系数为目标，吹吸气速比作为控制参数，对不同控制参数增升装置构型进行CFD计算，得到起飞和着陆构型下最优的吹吸气控制参数，并获得前后缘吹吸气控制参数规律性结论。计算表明，采用吹吸气流动控制后，CJ818起飞构型和着陆构型下的升力系数均有较大幅度提高。在同等机翼面积条件下，增升装置上表面吸力增大，下表面压力增大，后缘襟翼在较大压力梯度下仍能一直避免分离，从而使得升力系数在工作迎角范围内有较大幅度增加，在大迎角下抑制分离，推迟失速，获得更好的气动性能。由于采用流动控制不需要运动机构，便于使用和维护，大大提高可靠性和经济性，在工程应用中有广阔的前景。