CN108190005A - 一种翼面融合式边条 - Google Patents

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闫东奇
何宏伟
杨磊
刘铁中
秦加成
高恩和
蒋增龑
杨光
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    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/36—Structures adapted to reduce effects of aerodynamic or other external heating

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Abstract

本发明涉及一种翼面融合式边条(1)，贴附于飞机机身外侧、飞机机翼(2)前端，在飞机机翼(2)翼面处于打开状态时，翼面融合式边条(1)和飞机机翼(2)翼面为分离状态，在飞机机翼(2)翼面处于闭合状态时，翼面融合式边条(1)和飞机机翼(2)翼面接合，接合部分边界至飞机机翼(2)上翼面翼型最大厚度处，使翼面融合式边条(1)上表面与飞机机翼(2)上翼面形成二阶曲率连续的曲面。本发明可改善机翼上翼面的流场特性，增加翼面升力，提高全机的机动能力，有效降低全机阻力，增大全机超音速巡航升阻比，有效改善全机超音速巡航及突防能力。

Description

一种翼面融合式边条
技术领域
本发明属于飞行器设计领域，特别涉及机翼与边条变形结构设计。
背景技术
人类通过改变气动外形以寻求提升飞行器气动力性能的探索一直没有停止过，飞得更快、更高、更远是航空科技工作人员一直的梦想。由于受到技术的限制，在设计传统的固定翼飞行器时，其气动性能只能在不同飞行任务状态下进行折衷。因此现役飞行器只能在某个空域范围、某个速度范围下才具有良好的气动性能，离开设计点飞行时气动性能下降得非常厉害，造成一种机型的机动性和灵活性都受到限制，功能和用途突显单一。
由于固定翼飞行器存在上述的一系列性能瓶颈，人们便希望发展一种能够突破传统飞行器设计的弊端，真正的全天候、多功能、多用途的飞行器，使其能够适应不同任务的需求、拥有对任务的多点适应能力，并在任务的不同阶段皆具有良好的空气动力学性能。变体飞行器正是人们出于对这两点期望而提出的概念。变体飞行器是指飞行器的机翼/机身具有主动变体能力的飞行器，它是一种通过在飞行过程中改变飞行器的气动外形，使其在执行不同任务或处于不同飞行环境时均能够保持最佳飞行状态的新概念飞行器。近年来，由于智能材料、仿生学和自适应结构等多学科的快速发展，使这种新概念飞行器的实现变为了可能。
变体飞行器可根据任务不同阶段的需求改变外形，使其既具备长航时巡航能力，又具备低空突防能力，执行攻击任务时，速度快、机动性强，可有效的躲避现代化、高性能的防空武器，提高突防的成功概率，增强自身的生存能力。而近距空战状态，正是现代军用变体飞行器主要变形姿态，要求飞行器具有高机动性和敏捷性，能够在近战过程完成大迎角机动。
边条，是指附加于机身或机翼机身接合处的小翼面，包括机身边条和机翼边条两种。可以用来控制机身头部在大迎角时的涡流，改善飞机的横侧向稳定性。大迎角状态下，边条前缘形成强烈的涡流，流经机翼上方时，能延缓气流的分离，增加机翼的升力，改善全机在迎角状态的稳定性，推迟全机失速迎角，提高机动能力，是现代军用飞机广泛采用的飞行器部件。但是，在变体飞行器的翼面变化过程中，边条的布置与翼面(机翼或鸭翼)变化轨迹极易产生干扰，边条与翼面接合后的融合也没有得到很好的解决，使得边条在变体飞行器的设计和布局中颇为棘手。
发明内容
本发明的目的在于提出一种能够与翼面融合的边条结构。在翼面变化的过程中，边条与翼面变化轨迹没有干扰，保证变体机构的顺畅运行。在翼面与边条接合的状态下，保证翼面与边条接合处的上表面外形曲面曲率变化连续，改善机体背部的流场特性。
考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：
一种翼面融合式边条(1)，贴附于飞机机身外侧、飞机机翼(2)前端，其特征在于：在飞机机翼(2)翼面处于打开状态时，翼面融合式边条(1)和飞机机翼(2)翼面为分离状态，翼面融合式边条(1)的底部与飞机机翼(2)翼面前表面贴合，翼面融合式边条(1)能够在大迎角状态时产生强力的涡流，改善飞机机翼(2)上翼面的流场特性，推迟气流分离，增加飞机机翼(2)升力，提高全机的机动能力；在飞机机翼(2)翼面处于闭合状态时，飞机机翼(2)收拢，左部与飞机机身重叠，翼面融合式边条(1)和飞机机翼(2)翼面接合，接合部分边界至飞机机翼(2)上翼面翼型最大厚度处，使翼面融合式边条(1)上表面与飞机机翼(2)上翼面形成二阶曲率连续的曲面，流经飞机机翼(2)上翼面的气流分离大幅降低，有效降低全机阻力。
有益效果：
本发明可改善机翼上翼面的流场特性，推迟气流分离，增加翼面升力，提高全机的机动能力，有效降低全机阻力，并能有效推迟局部激波的产生，降低超音速阻力，增大全机超音速巡航升阻比，有效改善全机超音速巡航及突防能力。
附图说明
图1边条与翼面分离状态，既机翼打开状态示意图。
图2边条与翼面接合状态，既机翼闭合状态示意图。
图3机体横切面，边条上表面与上翼面实现二阶曲率连续示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
本发明提出的翼面融合式边条有两种使用状态。第一种状态，边条与翼面分离状态，既打开状态(见图1)。该状态下边条可在大迎角状态产生强力的涡流，改善上翼面的流场特性，推迟气流分离，增加翼面升力，提高全机的机动能力。第二种状态，边条与翼面接合状态，既闭合状态(见图2)。该状态下边条与翼面接合，边条上表面与上翼面实现二阶曲率连续(见图3)，流经上表面的气流分离大幅降低，有效降低全机阻力。且闭合状态在超音速飞行时，由于曲面的二阶连续，将有效推迟局部激波的产生，降低超音速阻力，增大全机超音速巡航升阻比，有效改善全机超音速巡航及突防能力。
翼面融合式边条布置位置如图1中阴影部分所示。闭合状态下，边条与上翼面融合，融合部分边界至上翼面翼型最大厚度处，以此保证融合部分的二次曲面连续。打开状态，边条与翼面分离，因为融合区域边界处于翼面最大厚度点(如图3)，所以在翼面展开过程中不会影响机构运转。
本发明可用于变体鸭翼和机翼与边条的融合设计，适用于鸭式布局、前掠翼布局或三翼面布局等变体布局形式。

Claims (1)

1.一种翼面融合式边条(1)，贴附于飞机机身外侧、飞机机翼(2)前端，其特征在于：在飞机机翼(2)翼面处于打开状态时，翼面融合式边条(1)和飞机机翼(2)翼面为分离状态，翼面融合式边条(1)的底部与飞机机翼(2)翼面前表面贴合，翼面融合式边条(1)能够在大迎角状态时产生强力的涡流，改善飞机机翼(2)上翼面的流场特性，推迟气流分离，增加飞机机翼(2)升力，提高全机的机动能力；在飞机机翼(2)翼面处于闭合状态时，飞机机翼(2)收拢，左部与飞机机身重叠，翼面融合式边条(1)和飞机机翼(2)翼面接合，接合部分边界至飞机机翼(2)上翼面翼型最大厚度处，使翼面融合式边条(1)上表面与飞机机翼(2)上翼面形成二阶曲率连续的曲面，流经飞机机翼(2)上翼面的气流分离大幅降低，有效降低全机阻力。
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