CN103043224A - 生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实的需要，改善后缘襟翼翼型曲线质量、后缘襟翼舵面翼型前缘曲线c的控制点数量、降低构造难度，从而提高后缘襟翼前缘的曲面质量。第一步，保留所述前缘曲线中与飞机机翼相交的两个点c1、c6和弦长控制点c2；第二步，在飞机前缘的最大厚度最高点或接近飞机前缘的最大厚度最高点处选取随机控制点c7；第三步，将上述四点依次平滑拟合，并且分别用第一曲率圆和第二曲率圆分别控制点c2和c7处的曲率，得到平滑的曲线。本发明提出了一种操作简单、可行的襟翼前缘曲线的成型方案，通过本方案能够通过计算机辅助设计软件设计出能够满足气动力需要的襟翼曲面。

Description

生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法

技术领域

本发明涉及飞行器设计领域，具体地说，公开了一种生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法。 

背景技术

后缘襟翼是飞机机翼上的一个运动舵面。后缘襟翼外形是通过翼型的翼型曲线来控制的，图1示出了后缘襟翼的外形图，1为后缘襟翼，2为飞机机翼，箭头所示方向为飞机飞行方向，图中后缘襟翼的实线位置为其收起时的位置，虚线示出了后缘襟翼打开时的位置。 

后缘襟翼舵面理论外形的参数化是飞机外形设计中非常重要的一部分，而翼型曲线控制生成舵面理论外形。 

其中后缘襟翼的翼型曲线主要有三段线段组成。如图2中所示，后缘襟翼的翼型曲线由线段a、线段b和线段c组成。线段a和线段b是飞机机翼翼型曲线的一部分，线段c为后缘襟翼舵面翼型前缘曲线，线段c需要根据根据气动力技术人员提出的要求参数化构建。 

在《中华人民共和国航空工业标准》中给出了后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的构建方法，其中图3所示为航空标准中给出的方法。其中点c1为翼型前缘点，点c2用于控制后翼型的弦长；点c1是线b和线c的交点；点c6是线a和线c的交点；点c4控制翼型的最大厚度；点c3和点c5是线段c的曲率控制点，线段c由六个点和两个边界条件来参数化构建。 

但是多个点（≥3）构造的曲线曲率反转情况比较严重，曲线的质量不佳，而且通过改变控制点的坐标来修正曲线难度比较大，可操作性很差。航空标准中给出的方法在实际的工程操作中困难比较大，操作繁琐，而且构建的曲线质量不佳。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实的需要，公开了一种生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法，改善后缘襟翼舵面翼型曲线质量、后缘襟翼舵面翼型前缘曲线c的控制点数量、降低构造难度，从而提高后缘襟翼前缘的曲面质量。 

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为： 

一种生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法，包括如下步骤：

第一步，保留所述前缘曲线中与飞机机翼相交的两个点c1、c6和弦长控制点c2；

第二步，在飞机前缘的最大厚度最高点处选取随机控制点c7；

第三步，将上述四点依次平滑拟合，并且分别用第一曲率圆和第二曲率圆分别控制点c2和c7处的曲率，得到平滑的曲线。

所述第一曲率圆和第二曲率圆的获得过程为， 

所述第一曲率圆和第二曲率圆分别经过点c2和点c7，所述第一曲率圆和第二曲率圆的半径分别为点c2和点c7处要求的曲率半径；

从点c2处向右以c2处的曲率半径值为长度做线段，线段右端点为第一曲率圆的圆心，从点c7向下以c7处的曲率半径值为长度做线段，线段下端点为第一曲率圆的圆心，分别以两个为圆心和两个半径为已知条件作出第一曲率圆和第二曲率圆；

将第一曲率圆和第二曲率圆，作为襟翼前缘曲线的约束曲线。

本发明的有益效果在于： 

提出了一种操作简单、可行的襟翼前缘曲线的成型方案，通过本方案能够通过计算机辅助设计软件设计出能够满足气动力需要的襟翼曲面。

附图说明

图1为后缘襟翼部分的外形图。 

图2为构成后缘襟翼截面的三段曲线的结构示意图。 

图3为航空标准中给出的构建后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的方法示意图。 

图4为本发明的生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法的原理图。 

图5为图4中本发明的双圆法构建的前缘曲线的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明： 

实施例：参见图4，图5。

一种生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法，其特征在于，包括如下步骤： 

第一步，保留所述前缘曲线中与飞机机翼相交的两个点c1、c6和已知的弦长控制点c2，其中点c2由气动技术人员给出，现有技术中已知；

第二步，在飞机前缘的最大厚度最高点处选取控制点c7；

第三步，将上述四点依次平滑拟合，并且分别用第一曲率圆3和第二曲率圆4分别控制点c2和c7处的曲率，得到平滑的曲线。

所述第一曲率圆3和第二曲率圆4分别经过点c2和点c7，所述第一曲率圆3和第二曲率圆4的半径分别为点c2和点c7处要求的曲率半径； 

从点c2处向右以c2处的曲率半径值R1为长度做线段，线段右端点为第一曲率圆的圆心D1，从点c7向下以c7处的曲率半径值R2为长度做线段，线段下端点为第一曲率圆的圆心D2，分别以D1、D2为圆心，以R1、R2为半径作出第一曲率圆3和第二曲率圆4。

第四步，将第一曲率圆3和第二曲率圆4，作为襟翼前缘曲线在c2和c7点处曲率的约束曲线。 

可以通过控制襟翼前缘曲线在点c2和c7处的“张度”来改善曲线的质量；也可以通过更改曲率控制圆的半径来修改c2和c7处的曲率。 

其中是在“张度”在曲线设计中必然用到的控制曲线质量的参数，当张度为零代表无限自然张度，会强制曲线采用点与点之间的最短路径（直线）；张度为1代表没有自然张度，允许样条采取总弯度最小的路径；如果张度值大于1，则曲线的行为就像一个压紧的弹簧，会采取更长的路径。 

这样最终得到的襟翼前缘曲线，可以完全由两个圆来控制，实现了襟翼前缘曲线快速成型和参数化。 

并且，前缘曲线的形成过程由原来的六个点和两个边界条件，简化为现在的四个点和两个圆，能够更为简便的得到符合要求的前缘曲线。 

Claims (2)

1.一种生成后缘襟翼舵面翼型前缘曲线的双圆法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，保留所述前缘曲线中与飞机机翼相交的两个点c1、c6和弦长控制点c2；

第二步，在飞机前缘的最大厚度最高点处选取随机控制点c7；

第三步，将上述四点依次平滑拟合，并且分别用第一曲率圆和第二曲率圆分别控制点c2和c7处的曲率，得到平滑的曲线。

2.根据权利要求1所述的双圆法，其特征在于： 

所述第一曲率圆和第二曲率圆的获得过程为，

所述第一曲率圆和第二曲率圆分别经过点c2和点c7，所述第一曲率圆和第二曲率圆的半径分别为点c2和点c7处要求的曲率半径；

从点c2处向右以c2处的曲率半径值为长度做线段，线段右端点为第一曲率圆的圆心，从点c7向下以c7处的曲率半径值为长度做线段，线段下端点为第一曲率圆的圆心，分别以两个为圆心和两个半径为已知条件作出第一曲率圆和第二曲率圆；

将第一曲率圆和第二曲率圆，作为襟翼前缘曲线的约束曲线。

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