基于电动分布式动力布局飞行器实验研究

论文摘要

分布式动力布局机翼是指在机翼前缘或上表面尾缘分布动力的一种机翼。相较于常规动力布局机翼,分布式动力布局能够提高飞机的气动效率,具有较好的短距起降能力以及在大攻角飞行状态下的稳定性。而串列翼布局通过前后布置两个机翼在有限展长条件下具有更大的翼面积,获得更高的升力。但串列翼前翼对后翼的影响会导致后翼气动效率降低,因此可以通过将分布动力布局应用于串列翼设计优化,达到改善串列翼气动特性的目的。本研究在对分布动力机翼及串列翼气动特性的研究基础上,通过改变各结构和动力参数获得分布动力串列翼在本次设计条件下的最优参数。利用天平测力系统获取了分布动力布局机翼螺旋桨的拉力系数、高度、间距及螺旋桨正反转对机翼气动特性作用的规律。然后通过表面压力测量获取了不同截面及机翼表面整体的压力分布特性,螺旋桨与机翼作用改变机翼面的压力分布进一步解释了导致机翼气动特性变化的原因。最后通过利用粒子图像测速技术研究螺旋桨后不同截面的空间流场特性,进一步了解螺旋桨滑流带来的流场复杂化现象。接下来对三个主要结构参数对串列翼布局飞行器前后翼相互干扰进行研究分析,获得不同参数对串列翼气动特性作用的规律。进一步对前后翼之间空间流场分布进行研究,得出前翼尾流对后翼干扰是造成后翼气动效率低的主要原因。再利用分布动力布局的研究规律,将不同动力布局的串列翼进行气动特性的对比,获得设计参数条件下最优的串列翼动力布局方式。最后以风洞试验数据为参考设计了串列翼实飞模型,验证了分布动力串列翼的可行性。研究结果表明:分布动力布局能有效提升升力系数,推迟失速攻角,甚至在40°不出现明显失速现象。滑流造成的机翼表面压力剧烈变化是改变机翼气动特性的原因。针对本次设计参数条件下,前翼在上,后翼在下,动力分布在后翼上的布局能获得更高的升力。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 注释表
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 分布式动力飞行器简介
•   1.3 分布式动力飞行器研究现状
•     1.3.1 国外研究现状
•     1.3.2 国内研究现状
•   1.4 串列翼布局飞行器研究现状
•   1.5 本文主要研究内容
• 第二章 实验模型、设备与测试技术
•   2.1 实验模型
•     2.1.1 翼型选取
•     2.1.2 机翼实验模型
•     2.1.3 串列翼布局模型
•   2.2 实验设备
•     2.2.1 一米低速回流风洞
•     2.2.2 模型攻角测量和控制系统
•   2.3 测试技术
•     2.3.1 六分量盒式天平测力系统
•     2.3.2 可视化压力测试采集系统
•     2.3.3 粒子图像测速仪（PIV）
• 第三章 分布动力机翼气动特性实验研究
•   3.1 分布动力机翼基本气动特性
•     3.1.1 拉力系数对机翼气动特性的影响
•     3.1.2 螺旋桨转向对机翼气动特性影响
•     3.1.3 螺旋桨间距对机翼气动特性影响
•     3.1.4 螺旋桨高度对机翼气动特性影响
•   3.2 分布动力机翼表面压力分布
•   3.3 分布动力机翼空间流场分布
•   3.4 本章小结
• 第四章 串列翼布局机翼气动特性研究
•   4.1 串列翼布局机翼基本气动特性研究
•     4.1.1 水平间距对串列翼布局气动特性的影响
•     4.1.2 竖直间距对串列翼布局气动特性的影响
•     4.1.3 翼差角对串列翼布局气动特性的影响
•     4.1.4 串列翼前后翼的气动特性对比
•   4.2 串列翼机翼流场特性研究
•   4.3 本章小结
• 第五章 分布动力串列翼优化设计及航模实飞
•   5.1 分布动力串列翼布局的选定与对比
•   5.2 分布动力布局串列翼结构参数选定
•   5.3 分布动力串列翼空间流场分布
•   5.4 分布动力串列翼布局及实飞验证
•   5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 本文主要工作和总结
•   6.2 下一步工作计划
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈勇亮

导师: 顾蕴松

关键词: 电动分布动力,串列翼,气动特性,实验研究,航模实飞

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学

分类号: V211.41

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.000042

总页数: 70

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