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环量控制动力增升技术利用流体科恩达效应在飞机起/降过程中产生高升力。与传统多元翼高升力系统相比,采用环量控制技术的飞机增升系统没有传动部件或有少量传动部件、控制简单、安全性大大提高。
本文首先对Englar改进型双圆弧环量控制翼型进行数值研究,并与试验结果进行对比,结果表明仿真研究具有较高的可信度。在此基础上对Englar改进型环量控制翼型进行大量的数值模拟,总结出了相关参数的设计规律。研究发现即使在零攻角下环量控制翼型也能产生很高的升力,如吹气量Cu为0.016时升力系数Cl相比不吹气时增加了67.25%。
其次考虑到飞机只有在起降过程中才用到环量控制,如何进一步降低飞机在巡航过程中的阻力?本文提出了一种低阻型双圆弧环量控制翼型,并与Englar改进型环量控制翼型进行性能比较。结果表明在低动量系数下前者起飞升力系数与后者相当,但巡航阻力系数明显降低,相比后者下降约6.76%。
在此基础上,本文设计了两种环量控制机翼方案,在同等条件下对其升阻力性能进行比较。最终发现第二种方案(Hslot=0.1%C)升阻力特性较好,Cu=0.016时相比第一种方案升力系数增加8.5%。最后本文将优化后的环量机翼应用于某型翼身融合无人机上,并对其升阻力性能进行数值仿真。结果表明增升效果良好,Cu=0.016(射流质量流量约6kg/s)时相比不吹气升力系数增加了37.4%。