一種改善帶鋸齒後掠翼跨聲速機動特性的機翼的製作方法

2023-06-02 02:27:31

本實用新型涉及一種改善帶鋸齒後掠翼跨聲速機動特性的機翼。

背景技術：

飛機在跨聲速機動飛行中的流場十分複雜，特別是旋渦與激波的相互作用對旋渦破裂與分離產生的影響較大。帶有前緣鋸齒的後掠翼布局飛機在跨聲速機動飛行時，激波會導致機翼前緣鋸齒的渦流破裂，進而引發氣流分離。若左右機翼上形成的激波不對稱，則導致分離流場也不對稱，從而形成滾轉力矩，使得一側機翼無先兆地突然失速，導致誘發「翼下衝」現象發生，飛機的橫向穩定性和操縱性將顯著下降，極大地威脅飛行安全。如何在保證飛行器升阻特性和隱身效果的前提下，改善此類帶鋸齒後掠翼布局飛行器的跨聲速機動特性，具有重要的工程應用價值。

技術實現要素：

針對以上缺點，本實用新型提供一種改善帶鋸齒後掠翼跨聲速機動特性的機翼。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種改善帶鋸齒後掠翼跨聲速機動特性的機翼，包括內側前緣襟翼、外側前緣襟翼、外翼、副翼和內翼，內翼的外側和外翼固定連接，外側前緣襟翼連接在外翼前緣，內側前緣襟翼連接在內翼前緣，外翼的後緣連接有副翼，還包括左偏渦流發生器和右偏渦流發生器，所述的左偏渦流發生器和右偏渦流發生器與外翼上表面連接，所述的內側前緣襟翼和外側前緣襟翼之間為斜削式鈍形鋸齒過渡，該鈍形鋸齒過渡與外側前緣襟翼連接在一起同步偏轉，內側前緣襟翼和所述的鈍形鋸齒過渡之間有一條狹縫，所述的鈍形鋸齒過渡的前緣與來流方向在機翼平面內成一銳角。

本實用新型還具有如下技術特徵：

1、所述的鈍形鋸齒過渡的前緣與來流方向在機翼平面內的夾角範圍為15°～75°。

2、所述的左偏渦流發生器和右偏渦流發生器安裝角度範圍是左偏30°～右偏30°。

3、所述的左偏渦流發生器和右偏渦流發生器靠近鈍形鋸齒過渡。

本實用新型的有益效果為：通過對後掠翼的外側前緣襟翼鋸齒進行再設計，形成斜削式鈍型鋸齒，可以減弱或消除鋸齒在上翼面脫出的渦流。鋸齒附近的渦流強度減小，上翼面的流動更穩定，可以減小渦流在激波幹擾下破裂形成的氣流分離範圍，有助於改善機翼突然失速特性，在斜削式鈍型鋸齒順氣流方向下緣安裝2個反偏型的渦流發生器，其產生的縱向渦從自由流引入能量注入到鋸齒渦的低能量氣流中，增強氣流克服激波引起的逆壓梯度的能力，延緩氣流分離，在斜削式鈍型鋸齒基礎上進一步改善機翼上表面分離特性，改進飛機在跨聲速機動飛行中氣動特性和抖振特性。本發明設計簡單、構造合理、成本低廉、靈活實用，具有較好的應用前景。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構俯視圖。

圖2是本實用新型的局部示意圖1。

圖3是圖2的A-A剖面圖。

圖4是本實用新型的局部示意圖2。

圖5是本實用新型的局部示意圖3。

圖6是本實用新型的整體結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本實用新型作進一步說明：

實施例1

如圖1所示：一種改善帶鋸齒後掠翼跨聲速機動特性的機翼，包括內側前緣襟翼1、外側前緣襟翼4、外翼5、副翼6和內翼7，內翼7的外側和外翼5固定連接，外側前緣襟翼4連接在外翼5前緣，內側前緣襟翼1連接在內翼7前緣，外翼5的後緣連接有副翼6，還包括左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9，所述的左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9與外翼5上表面連接，所述的內側前緣襟翼1和外側前緣襟翼4之間為斜削式鈍形鋸齒過渡3，該鈍形鋸齒過渡3與外側前緣襟翼連接在一起同步偏轉，內側前緣襟翼1和所述的鈍形鋸齒過渡3之間有一條狹縫，所述的鈍形鋸齒過渡3的前緣與來流方向在機翼平面內成一銳角。所述的鈍形鋸齒過渡3的前緣與來流方向在機翼平面內的夾角範圍為15°～75°。所述的左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9安裝角度範圍是左偏30°～右偏30°。所述的左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9靠近鈍形鋸齒過渡3。本實施例在跨音速機動過程中，內側前緣襟翼1、外側前緣襟翼4和副翼6的偏轉角度根據飛行狀態由飛行控制程序決定。

實施例2

如圖2-6所示：一種改善帶鋸齒後掠翼跨聲速機動特性的機翼，包括內側前緣襟翼1、外側前緣襟翼4、外翼5、副翼6和內翼7，內翼7的外側和外翼5固定連接，外側前緣襟翼4連接在外翼5前緣，內側前緣襟翼1連接在內翼7前緣，外翼5的後緣連接有副翼6，還包括左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9，所述的左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9與外翼5上表面連接，所述的內側前緣襟翼1和外側前緣襟翼4之間為斜削式鈍形鋸齒過渡3，該鈍形鋸齒過渡3與外側前緣襟翼連接在一起同步偏轉，內側前緣襟翼1和所述的鈍形鋸齒過渡3之間有一條狹縫，所述的鈍形鋸齒過渡3的前緣與來流方向在機翼平面內成一銳角。所述的左偏渦流發生器8和右偏渦流發生器9靠近鈍形鋸齒過渡3。本實施例的機翼展弦比為2.0，內側前緣襟翼1前緣後掠角30°，外側前緣襟翼4前緣後掠角35°，內側前緣襟翼1和外側前緣襟翼4下偏10°，副翼6下偏5°。其中斜削式鈍型鋸齒3前緣與來流方向在機翼平面內夾角為30°。可以減弱或消除鋸齒3附近的分離渦。在斜削式鈍型鋸齒3下方安裝2個尺寸相同的反偏型渦流發生器。左偏渦流發生器8高度h為0.012m，長度l為0.057m，厚度d為0.0015m，左偏渦流發生器8前端斜邊傾角α為20°，後端前端斜邊傾角β為45°，安裝角(渦流發生器縱向平面與正前方來流的夾角)為左偏4°，前端點距離前襟鉸鏈線距離D1為0.124m。右偏渦流發生器9幾何尺寸均與左偏渦流發生器8相同，安裝角為右偏27°，前端點距離前襟鉸鏈線距離D2為0.127m。本發明所述的渦流發生器可以延緩氣流分離，在跨聲速機動飛行中，進一步改善帶斜削式鋸齒後掠翼飛機的跨聲速氣動特性和抖振特性，已在飛機模型的風洞試驗中得到驗證。