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题目:雷诺数对大展弦比运输类飞机纵向气动特性的影响研究

关键词:雷诺数,运输机,阻力系数,边界层,飞行相关性

  摘要



飞机的气动力数据通常由工程估算、风洞试验和数值计算三种方法获得,但数据结果均与飞机真实飞行的气动力数据有一定的差别。其中,工程估算或数值计算方法获得的飞行雷诺数下全机气动力结果精准度往往受限于所选数学模型或计算方法,风洞试验可以获得一定雷诺数下的气动力数据,但国内至今还没有高速高雷诺数风洞,风洞试验雷诺数远小于飞机真实飞行状态。因此有必要开展气动力的雷诺数影响机理研究和风洞试验结果的雷诺数效应修正方法研究。

本文采用数值计算和风洞试验两种方法开展“雷诺数对大展弦比运输类飞机纵向气动特性的影响”研究。首先采用雷诺平均N-S方程分别对不同雷诺数下机身、翼型、机翼、翼身组合体及全机的气动特性进行数值计算,分析了雷诺数变化对各部件气动特性的影响机理,总结出雷诺数变化对全机气动特性的影响规律。计算结果表明雷诺数增加会使机体表面的附面层厚度减小,层流区范围增大,从而使得飞机升力线斜率有所增加、阻力系数减小、纵向稳定性增强。随后分析了M7飞机不同马赫数与雷诺数下的阻力系数计算结果,得到最小阻力系数和升致阻力系数的雷诺数效应修正公式,在此基础上提出大展弦比运输类飞机全机阻力雷诺数效应修正方法与步骤,并将该修正方法应用于MX飞机。结果表明,采用该方法修正得到的MX飞机高雷诺数条件下的气动力数据和风洞试验结果吻合良好,满足工程应用的精度要求。

文章形成的修正方法可应用于大展弦比运输类飞机的阻力系数雷诺数效应修正,为型号研制提供技术支持。