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滑流对飞机俯仰静稳定裕量影响及平尾优化研究

阎文成 金华 姜裕标 练真增 张晖

阎文成,金 华,姜裕标,等. 滑流对飞机俯仰静稳定裕量影响及平尾优化研究[J]. 实验流体力学,2021,35(5):75-80 doi: 10.11729/syltlx20200075
引用本文: 阎文成,金 华,姜裕标,等. 滑流对飞机俯仰静稳定裕量影响及平尾优化研究[J]. 实验流体力学,2021,35(5):75-80 doi: 10.11729/syltlx20200075
YAN W C,JIN H,JIANG Y B,et al. Propeller slipstream effect on pitching static margin of airplane and optimization of horizontal tail[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(5):75-80. doi: 10.11729/syltlx20200075
Citation: YAN W C,JIN H,JIANG Y B,et al. Propeller slipstream effect on pitching static margin of airplane and optimization of horizontal tail[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(5):75-80. doi: 10.11729/syltlx20200075

滑流对飞机俯仰静稳定裕量影响及平尾优化研究

doi: 10.11729/syltlx20200075
详细信息
    作者简介:

    阎文成:(1978-),男,河北景县人,高级工程师。研究方向:低速风洞试验。通信地址:四川省绵阳市北川县129信箱(622762)。E-mail:nwpuywc@163.com

    通讯作者:

    E-mail:1611011@qq.com

  • 中图分类号: V211.7

Propeller slipstream effect on pitching static margin of airplane and optimization of horizontal tail

  • 摘要: 螺旋桨飞机的滑流是影响飞机气动性能的重要因素。某飞机初始方案试验数据表明:在起降构型大拉力情况下,该机存在中小迎角俯仰静不稳定现象,严重影响飞机飞行安全。为提高飞机中小迎角俯仰静稳定裕量,通过对飞机气动数据的深入研究,对俯仰静稳定裕量降低的原因进行了分析,结果表明:中小迎角出现俯仰静不稳定的主要原因是迎角变化过程中平尾进出滑流影响区,导致平尾效能出现明显变化。结合飞机布局特点,提出了降低平尾高度的方法,减小动力不利影响。经试验验证,该方法能明显改善飞机中小迎角下俯仰静稳定性,有效扩展飞机小迎角俯仰稳定范围,使其满足总体设计要求。
  • 图  1  模型示意图

    Figure  1.  Sketch of model

    图  2  起飞构型俯仰力矩曲线

    Figure  2.  Pitch moment of takeoff

    图  3  起飞构型带动力时平尾某剖面压力系数

    Figure  3.  Pressure coefficient of a horizontal tail section

    图  4  起飞构型各部分对俯仰力矩的贡献分解图

    Figure  4.  Pitch moment analysis of various part

    图  5  有无动力、有无尾翼试验结果

    Figure  5.  Test result on effect of pulling and tail

    图  6  起飞构型下滑流对平尾性能的影响

    Figure  6.  Slipstream effect on horizontal tail

    图  7  平尾上反角对拐点的影响

    Figure  7.  Horizontal tail dihedral angle effect on inflexion

    图  8  起飞构型下地效作用对拐点的影响

    Figure  8.  Ground effect on pitch moment

    图  9  升降舵偏度对俯仰力矩拐点的影响

    Figure  9.  Elevator deflection effect on pitch moment

    图  10  平尾位置调整示意图

    Figure  10.  Horizontal tail adjustment sketch figure

    图  11  降低平尾有效高度对俯仰力矩的效果

    Figure  11.  Effect of horizontal tail reduction

    图  12  调整平尾高度对升阻特性影响

    Figure  12.  Effect on lift-drag of horizontal tail reduction

    图  13  调整平尾高度对横航向特性影响

    Figure  13.  Effect on yaw-lateral of horizontal tail

  • [1] MÜLLER J, ASCHWANDEN M, DE ANDRES PLAZA G, et al. Wind tunnel simulation of propeller effects in the A400M FLA-4 model[R]. AIAA 2005-3706, 2005. doi: 10.2514/6.2005-3706
    [2] 李兴伟,李聪,高静,等. 螺旋桨滑流对飞机纵向气动特性的影响研究[J]. 实验流体力学,2017,31(5):46-52, 87. doi: 10.11729/syltlx20160185

    LI X W,LI C,GAO J,et al. Propeller slipstream effect on longitudinal aerodynamic characteristics of airplane[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics,2017,31(5):46-52, 87. doi: 10.11729/syltlx20160185
    [3] 徐静,杨永,左岁寒. 模拟螺旋桨滑流的桨盘理论应用研究及验证[J]. 航空计算技术,2008,38(3):65-67. doi: 10.3969/j.issn.1671-654X.2008.03.018

    XU J,YANG Y,ZUO S H. Numerical simulation of propeller/wing-nacelle configuration interaction[J]. Aeronautical Computing Tech-nique,2008,38(3):65-67. doi: 10.3969/j.issn.1671-654X.2008.03.018
    [4] 张刘,白俊强,李华星,等. 螺旋桨滑流与机翼之间气动干扰影响研究[J]. 航空计算技术,2012,42(2):87-91. doi: 10.3969/j.issn.1671-654X.2012.02.023

    ZHANG L,BAI J Q,LI H X,et al. Research on aerodynamic interference for propeller slipstream over the wing[J]. Aeronautical Computing Technique,2012,42(2):87-91. doi: 10.3969/j.issn.1671-654X.2012.02.023
    [5] 曾卓雄,吴清. 螺旋桨滑流对水平尾翼气动特性的影响[J]. 应用数学和力学,2016,37(5):492-500. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2016.05.005

    ZENG Z X,WU Q. Analysis on aerodynamic characteristics of the UAV horizontal tail under propeller slipstream[J]. Applied Mathe-matics and Mechanics,2016,37(5):492-500. doi: 10.3879/j.issn.1000-0887.2016.05.005
    [6] 任晓峰,段卓毅,魏剑龙. 滑流对飞机纵向静稳定性影响的数值模拟[J]. 空气动力学学报,2017,35(3):383-391. doi: 10.7638/kqdlxxb-2017.0006

    REN X F,DUAN Z Y,WEI J L. Numerical simulation of propeller slipstream effects on pitching static stability[J]. Acta Aerodynamica Sinica,2017,35(3):383-391. doi: 10.7638/kqdlxxb-2017.0006
    [7] 王伟,段卓毅,耿建中,等. 考虑螺旋桨滑流影响的双发涡桨飞机气动特性研究[J]. 西北工业大学学报,2017,35(6):1105-1111. doi: 10.3969/j.issn.1000-2758.2017.06.026

    WANG W,DUAN Z Y,GENG J Z,et al. Aerodynamics analysis of twin-turboprop aircraft with propeller slipstream effects consi-dered[J]. Journal of Northwestern Polytechnical University,2017,35(6):1105-1111. doi: 10.3969/j.issn.1000-2758.2017.06.026
    [8] 陈波,缪涛,马率,等. 螺旋桨飞机俯仰力矩特性改进方法[J]. 航空学报,2019,40(4):622341.

    CHEN B,MIAO T,MA S,et al. Methods for improving pitching moment characteristics of apropeller airplane[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica,2019,40(4):622341.
    [9] 李尚斌,焦予秦. 螺旋桨滑流影响的研究进展[J]. 科学技术与工程,2012,12(8):1867-1873. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2012.08.029

    LI S B,JIAO Y Q. The investigate development of propeller slipstream's effect[J]. Science Technology and Engineering,2012,12(8):1867-1873. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2012.08.029
    [10] 刘沛清. 空气螺旋桨理论及其应用[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2006.
    [11] 马率,王建涛,邱名,等. 涡桨飞机滑流影响的非定常数值模拟验证[J]. 空气动力学学报,2019,37(5):804-812. doi: 10.7638/kqdlxxb-2017.0146

    MA S,WANG J T,QIU M,et al. Unsteady numerical simulation verification of slipstream effect on turboprop[J]. Acta Aerodynamica Sinica,2019,37(5):804-812. doi: 10.7638/kqdlxxb-2017.0146
    [12] 麻蓉,高飞飞,颜洪,等. 螺旋桨飞机滑流非定常数值模拟研究[J]. 航空计算技术,2016,46(1):27-30.

    MA R,GAO F F,YAN H,et al. Research on unsteady numerical simulation of propeller aircraft slipstream[J]. Aeronautical Compu-ting Technique,2016,46(1):27-30.
    [13] 张顺,郭少楠,庞辰,等. 螺旋桨滑流对飞行器气动特性的影响机理研究[J]. 应用力学学报,2017,34(4):685-690, 815.

    ZHANG S,GUO S N,PANG C,et al. The mechanism research of the effects of slip flow effects on aircrafts with propeller[J]. Chinese Journal of Applied Mechanics,2017,34(4):685-690, 815.
    [14] 鄂秦,杨国伟,李凤蔚,等. 螺旋桨滑流对飞机气动特性影响的数值分析[J]. 西北工业大学学报,1997(4):25-30.

    E Q,YANG G W,LI F (W/Y),et al. On coupling effect of two vortex systems of Chinese aircraft with turbopropellers[J]. Journal of North-western Polytechnical University,1997(4):25-30.
    [15] 赵帅,段卓毅,李杰,等. 涡桨飞机螺旋桨滑流气动干扰效应及流动机理[J]. 航空学报,2019,40(4):158-169.

    ZHAO S,DUAN Z Y,LI J,et al. Interference effects and flow mechanism of propeller slipstream for turboprop aircraft[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica,2019,40(4):158-169.
    [16] 李征初,王勋年,陈洪,等. 螺旋桨滑流对飞机机翼流场影响试验研究[J]. 流体力学实验与测量,2000,14(2):44-48.

    LI Z C,WANG X N,CHEN H,et al. Experimental research of influence of propeller slipstream on wing flow field[J]. Experiments and Measurements in Fluid Mechanics,2000,14(2):44-48.
    [17] 任庆祝,赵晓霞,刘毅,等. 螺旋桨飞机滑流对全机气动特性影响的试验研究[J]. 科学技术与工程,2015,15(15):214-217. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2015.15.040

    REN Q Z,ZHAO X X,LIU Y,et al. The experimental investigation of slipstream effect on propeller-driven airplane[J]. Science Technology and Engineering,2015,15(15):214-217. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2015.15.040
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-19
  • 修回日期:  2021-03-12
  • 网络出版日期:  2021-11-15
  • 刊出日期:  2021-11-05

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日