上单翼飞机起落架整流罩减阻研究

第 3 1卷

第 5期

Vo1 . 31。N o .5 Oc t .. 2 013

2 0 1 3年 1 O月文章编号:0 2 5 8— 1 8 2 5 ( 2 0 1 3 ) 0 5— 0 5 8 7— 0 5

ACTA AERoDYNA M I CA SI NI CA

上单翼飞机起落架整流罩减阻研究 张笑民,王福新 ,孙卫平。,祁洋 ( 1 .上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海 2 0 0 2 4 0;2 .上海交通大学航空航天学院,上海 4 1 7 0 0 0 ) 2 0 0 2 4 0; 3 .中航工业第六零五研究所,湖北荆州

要:上单翼飞机起落架整流罩一般体积较大,需要设计良好的气动外形以尽可能减小阻力。为明确起落架整

流罩的气动特性影响及指导修形,首先进行了有无起落架整流罩的气动特性对比分析。然后基于 C AT I A的 NUR B S参数化方法,考虑起落架布局约束,对起落架整流罩进行了修形设计。C F D计算结果表明,修形后总阻力 减小 1 . 9个 C o u n t s,约占2 7 的减阻空间。另外为明确整流罩的影响,释放了起落架约束进行修形,阻力减小可

达到 3 . 4个 C o u n t s,并进一步确定整流罩的影响主要体现在对机翼的干扰上。 关键词:起落架整流罩;修形设计; NuR B s;参数化设计中图分类号: V2 2 3 文献标识码: A

0 引 言 随着航空技术的发展和环保压力的增大,对飞行

复杂三维曲面的成形方法—— NUR B S[参数化方法, 用于整流罩的修形设计,该方法可以保证成形曲面的 光顺性,且可以尽可能采用较少的变量表达复杂的外形。目前 N UR B S方法在翼型、机翼的参数化中有所

器经济性的要求越来越高,在欧盟 2 0 2 0航空技术前瞻

报告中提出了各种经济环保指标要求,发动机耗油率, C O。和 NO 排放等等 _】]。减阻正是达到这一目标的重要手段,且气动设计减阻是当前飞行器实现减阻的主要措施[ 2铷。因此,本文针对上单翼飞机起落架整流罩,从气动修形设计的角度提出一些减阻设计的思路。

应用,且有一定的有效性和精确

度[ 7。,但鲜用于像起落架整流罩这种外形十分不规则的复杂睦面口 。

1数值计算验证 为验证本文数值求解方法的可靠性,对 DL R - F 6 翼身组合体标准模型,采用两套不同粗细的多块对接 结构化网格 ( 1 0 1 0万和 5 8 0万 ),应用 S S T湍流模型

像传统的大型客机翼身整流罩不但用于封装起 落架,而且可以调节翼身结合处的气流,减小机翼和

机身的相互干扰,从而减小阻力 C 4 - s;。而上单翼飞机 特别是水陆两栖飞机,其起落架整流罩一般体积较

进行粘性绕流数值模拟的验证,计算条件为 Ma=== 0. 7 5, Re一 3 . 0X 1 0。。

大,且是为了将无法完全收入机身的起落架包裹住,它自身不但有型阻,而且还对机翼下表面产生了巨大干扰,降低了机翼的气动效率,因此,上单翼飞机起落架 整流罩对整机的气动性能产生的是不利影响,特别是当起落架鼓包形状的设计并不是很好时,效果更明显。 本文针对某型上单翼飞机起落架整流罩,首先对

计算结果及风洞试验值如图 1所示。可以看出, 细网格极曲线计算和实验结果基本吻合。因此本文所采用的数值求解技术,包括控制方程、网格生成技术、湍流模型及求解器的设置等对三维复杂流场的计

算有很好的精度,能够准确的预测飞机的气动特性。

比了有无整流罩构型的气动特性,揭示了起落架整流 罩对翼身组合体气动性能影响的原因,并在此基础上 确定原始整流罩的减阻空间。然后采用了一种适用于 *收稿日期: 2 0 1 2— 0 3— 2 1;修订日期: 2 0 1 2 - 0 7— 1 0

2起落架整流罩修形流程 2 . 1起落架整流罩影响分析

如图2所示,起落架整流罩位于机翼下方,“悬

作者简介:张笑民( 1 9 8 8一 )男,硕士研究生,主要研究方向:飞行器气动设计 .E— ma i l: z x mx i x m@ s i n a . c o n r引用格式:张笑民,王福新,孙卫平,等.上单翼飞机起落架整流罩减阻研究[ J] .空气动力学学报,2 0 1 3,3 1 ( 5 ):5 8 7— 5 9 1 .Z HANG X M, WANG F x,S UN W

P,e t a 1 .Dr a g r e d u c t i o n i n v e s t i g a t i o n o n h i g h— wi n g a i r c r a f t l a n d i n g g e a r f a i r i n g[ J] .A CT A Ae r o d y— n a mi c a S i n i c a,2 0 1 3,3 1 ( 5 ):5 8 7— 5 9 1 .

上单翼飞机起落架整流罩减阻研究

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