[实用新型]一种飞机平尾根部涡流发生器

说明书

本实用新型公开了一种飞机平尾根部涡流发生器，属于气动外形设计领域。研究涡流发生器的空气动力原理，基于其设计准则和经验，通过数值模拟和风洞试验设计了一种较优的涡流发生器，安装于某型飞机平尾前下方机身表面。该涡流发生器产生的尾流与飞机平尾来流能量混合，使得平尾翼根下表面的局部气流分离得到有效推迟，平尾根部流场形态得到显著改善，从而解决了飞机某构型下气流分离引起的振动问题，同时对全机气动特性影响较小。

技术领域

本实用新型属于飞机气动外形设计领域，涉及某型飞机涡流发生器。

背景技术

涡流发生器最初是在上世纪40年代由Tayler提出，由于其流动控制效果明显、稳定且易于维护，尤其适用于在飞机研制后期解决局部气流分离问题，在各种军民用飞机中得到了广泛的研究和应用，例如Boeing737、C17、湾流系列等。传统的涡流发生器经Taylor、Henry、Pearcey等人的研究在60年代便形成了较完善的设计准则，此类涡流发生器高度与当地附面层厚度δ相当，通过产生涡流加速附面层内气流与主流的能量混合，起到推迟分离、减阻等作用，在有效控制气流分离的同时一般会在非设计点导致阻力增加。在20世纪末还发展了新型的微型涡流发生器，高度在0.1～0.5δ之间，通过合理布置其流动控制能力与传统涡流发生器相当且附加阻力较小。

发明内容

解决的技术问题

本发明的目的是：改变平尾根部气流流动形态，有效推迟气流分离，从而解决由于气流分离带来的振动问题。

典型涡流发生器布局设计的要点一是高度与当地附面层厚度相当，二是位置应当在分离区之前一定距离，三是涡流发生器与来流呈一定夹角。飞机尾段区域附面层厚度约为300mm，需要的涡流发生器尺寸较大，且具备导流片的作用。为实现导流功能采用反置的翼型作为导流片剖面，布置在平尾的下前方机身表面，对平尾翼根气流产生上洗，使上洗气流与来流能量混合，改变流动分离形态，有效推迟气流分离。涡流发生器通过产生翼尖涡来扰动其尾流场，因此采用翼尖绕流强烈的小展弦比构型。通过对涡流发生器外形和安装位置进行优化，设计了一种较优的涡流发生器外形方案。

技术方案

一种飞机平尾根部涡流发生器外形，剖面为层流翼型，反弯度，翼型中弧线最高点的弦向位置在17％弦长处，厚度为12％弦长(如表2)。展长约341mm，翼根弦长约566mm，翼根最大厚度71mm，翼尖弦长约299mm，翼尖最大厚度 37mm，前缘后掠角25°，后缘后掠角-21°(如表1)。涡流发生器安装在飞机平尾前下方机身表面，纵向安装位置距平尾弦平面30％c,航向涡流发生器翼根前缘距平尾翼根前缘约12％c,其中c为平尾翼根弦长。

表1涡流发生器外形尺寸