题目：大型飞机铰链前缘下垂及后缘单缝襟翼气动设计研究

增升装置性能的提升能够有效的提高大型客机市场竞争力。目前及未来很长一段时间内，大型飞机增升装置的发展趋势是：在满足飞机起降性能要求以及更高的机场适应性的前提下，同时兼顾驱动机构的简单化、轻量化、维修的简易化，以及系统的可靠性。目前新推出的空客A350和波音B787在增升装置系统中都采用了一种新的形式，即铰链前缘下垂和后缘铰链单缝襟翼，同时配合扰流板下偏主动控制技术，从而实现了结构、噪声和气动性能的综合最优。本文在国产大型客机干净翼型的基础上，进行了类似于空客A350和波音B787增升装置的气动优化设计和数值研究。主要研究内容及成果如下：

1. 首先在干净二维翼型的基础上，加入前缘下垂和后缘单缝襟翼两个设计，均考虑铰链驱动的机构，满足圆弧轨道的运动，编制了下垂前缘外形和基于B样条曲线的后缘襟翼头部外形生成的算法，并对不同头部外形襟翼进行了CFD气动性能校核与比对，选取了头部相对饱满的襟翼为后续优化的翼型，并且该变量不再作为优化变量。

2. 搭建了基于ISIGHT平台软件的多目标优化一体化设计平台，其中包括翼型生成、网格自动划分、CFD气动性能计算这些模块，平台以前缘下垂弦长，起飞和着陆状态下的前缘下垂角度及后缘偏度、扰流板下偏角度、铰链驱动的转轴位置、转轴半径为主动变量；以起降最大升力系数最大，起飞升阻比最大，着陆升力系数最大，后缘襟翼转轴半径最小为优化目标，对翼型进行了气动机构一体化设计及优化。

3. 通过优化分析计算得到大量的数据结果，对比选取并且做了进一步的详细气动分析，得到了综合最优的构型。与基础增升构型对比，更有效降低了阻力，提高了起飞状态的升阻比以及提高小角度状态下的升力系数约达2.5%；扰流板和襟翼的配合控制，达到了良好的缝道效应，延迟着陆状态的失速迎角约达1°；并且转轴半径很小，机构简单，利于简化后期的设计以及降低飞行阻力。