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近平静/波浪水面地效飞机气动特性风洞试验

高立华 黄龙太 傅澔 王昆仑 黄勇

高立华,黄龙太,傅 澔,等. 近平静/波浪水面地效飞机气动特性风洞试验[J]. 实验流体力学,2021,35(5):1-7 doi: 10.11729/syltlx20200077
引用本文: 高立华,黄龙太,傅 澔,等. 近平静/波浪水面地效飞机气动特性风洞试验[J]. 实验流体力学,2021,35(5):1-7 doi: 10.11729/syltlx20200077
GAO L H,HUANG L T,FU H,et al. Wind tunnel test for aerodynamics of wing-in-ground craft flying near smooth/wavy surface[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(5):1-7. doi: 10.11729/syltlx20200077
Citation: GAO L H,HUANG L T,FU H,et al. Wind tunnel test for aerodynamics of wing-in-ground craft flying near smooth/wavy surface[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(5):1-7. doi: 10.11729/syltlx20200077

近平静/波浪水面地效飞机气动特性风洞试验

doi: 10.11729/syltlx20200077
基金项目: 工信部民机专项科研项目(MJ-2015-F-035)
详细信息
    作者简介:

    高立华:(1975-),男,河北迁安人,副研究员。研究方向:流动控制及低速空气动力学试验技术。通信地址:四川省绵阳市北川羌族自治县129信箱(622662)。E-mail:glhzxm@163.com

    通讯作者:

    E-mail:dragonhyong@163.com

  • 中图分类号: V211.7

Wind tunnel test for aerodynamics of wing-in-ground craft flying near smooth/wavy surface

  • 摘要: 为研究波浪水面地效飞机气动特性的变化规律,在Φ3.2 m低速风洞开发了新的试验技术,以模拟地效飞机飞越1 m实际浪高水面时的气动特性。研制了具有一定上下升沉和前后平移行程的固定波浪地板,模拟螺旋桨带动力地效飞机在起飞、巡航、着水等状态飞经波峰、波谷、中立位置等相位时的气动性能。在现有水平活动地板基础上,采用在水平活动带表面设置2个周期波形的方式研制了活动波浪地板,通过活动波浪带的周期性循环运行,模拟地效飞机不断飞越波浪的情况,其模拟相似性更高,可以更加准确地模拟地效飞机与波浪之间的相对运动。利用固定水平地板、固定波浪地板和活动波浪地板装置模拟空中、近平静水面和近波浪水面飞行状态,获得了地效飞机无动力和螺旋桨带动力条件的气动特性风洞试验结果。研究结果表明:螺旋桨带动力和地板对地效飞机起飞和着水状态气动性能具有很强的耦合影响,并非简单的叠加关系;地效飞机在波浪的不同相位上方时,升阻性能和俯仰力矩均存在较强变化,影响飞行平稳性。
  • 图  1  地效飞机示意图

    Figure  1.  Sketch map of the wing-in-ground craft

    图  2  水平地板试验

    Figure  2.  Wind tunnel test with the flat ground floor

    图  3  固定波浪地板示意图

    Figure  3.  Sketch map of the wavy ground floor

    图  4  固定波浪地板试验

    Figure  4.  Wind tunnel test with the wavy ground floor

    图  5  活动波浪带示意图

    Figure  5.  Sketch map of the moving wavy belt

    图  6  活动波浪地板试验

    Figure  6.  Wind tunnel test with the moving wavy belt

    图  7  起飞构型升阻特性

    Figure  7.  Lift and drag of the wing-in-ground craft taking-off configura-tion

    图  8  着水构型升阻特性

    Figure  8.  Lift and drag of the wing-in-ground craft landing configuration

    图  9  巡航构型升阻特性

    Figure  9.  Lift and drag of the wing-in-ground craft cruising configuration

    图  10  活动波浪带运行速度对全机升力特性的影响(δf =0°、H/cA=0.5)

    Figure  10.  The effect of moving wavy belt speed on the lift (δf =0°, H/cA=0.5)       

    图  11  三种地板对升力系数影响的试验结果对比(δf =0°、H/cA=0.5)

    Figure  11.  The effect of floors on the lift coefficient (δf =0°, H/cA=0.5)

    图  12  活动波浪地板模拟高度对气动载荷平均值的影响(δf =15°, v =32 m/s, vbelt =10 m/s)

    Figure  12.  The effect of simulating flight altitude of the moving wavy belt on averaged aerodynamics(δf =15°, v =32 m/s, vbelt =10 m/s)

    图  13  活动波浪地板模拟高度对动态气动载荷的影响(δf =15°, α=0°, v =32 m/s, vbelt =10 m/s)

    Figure  13.  The effect of simulating flight altitude of the moving wavy belt on dynamic aerodynamics(δf =15°, α =0°, v =32 m/s, vbelt =10 m/s)

    表  1  主要试验参数及其模拟的飞行状态

    Table  1.   Flight condition and corresponding wind tunnel test parame-ters

    模拟状态风速/(m·s–1电机转速/(r·min–1桨叶角拉力系数前进比
    起飞3212100–5°0.2730.513
    巡航508950–10°0.0281.086
    着水4012000–5°0.1700.647
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-06-19
  • 修回日期:  2020-07-18
  • 网络出版日期:  2021-09-29

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日