[发明专利]一种提高飞翼布局飞机高低速性能的气动设计方法

说明书

本发明公开了一种提高飞翼布局飞机高低速性能的气动设计方法，包括以下步骤：1）优化翼根翼型的相对厚度设计；2）优化翼尖翼型的相对厚度设计；3）优化机翼前缘后掠角度数；4）优化机翼翼尖小展弦比梯形翼设计；5）优化机身侧棱边边条厚度占当地弦长厚度的比例设计。本发明针对飞翼布局飞机通过一系列的气动手段，保证了低速起降及机动作战时具有较大可用升力系数，同时兼顾了高速飞行时具有较小气动阻力、较高升阻比、较大阻力发散马赫数的设计要求，实现了高低性能的共同提升；方法简单、实用性好、可靠性高、不增加结构复杂性，具有较大的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及飞机气动设计技术领域，具体是指一种提高飞翼布局飞机高低速性能的气动设计方法。

背景技术

飞行环境的日益复杂化使得先进的飞机对于气动性能与隐身性能的要求越来越高，飞翼布局飞机取消了平尾和垂尾，机身主要部分隐藏在机翼内，这种布局形式由于整体都是升力面，空气阻力较小、气动效率较高、升阻比非常大，同时由于尾翼的取消及翼身的融合设计导致雷达反射面积较小，飞机的隐身性能较好，因此飞翼布局飞机得到了广泛关注，成为当前飞行器设计研究的热点之一。

在飞翼布局飞机的研制中发现，虽然这种布局具有自身的天然优势，但也存在一些技术瓶颈。在低速起降阶段，要求飞机具有较大的可用升力系数，以尽可能降低飞行速度、缩短滑跑距离来达到要求的场域性能，一般通过增加机翼面积来实现，这是由于飞翼布局飞机没有尾翼，机翼或舵面分离对纵向力矩影响较为敏感，导致其大迎角特性较差、可用升力系数较小；同时飞翼布局飞机在起降时为了配平本体的低头力矩，襟翼提供的是负升力，因此该布局飞机不能采用襟翼进行增升。然而，机翼面积的增加使得飞机气动阻力增加、高速性能变差，这与飞翼布局利用其优异的气动性能来提高巡航效率及飞行速度的设计初衷相矛盾。因此，高低速兼顾设计是飞翼布局飞机气动设计需要解决的主要技术难题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现低速性能和高速性能的共同提高，以满足飞翼布局飞机起降场域、机动及高速飞行要求的提高飞翼布局飞机高低速性能的气动设计方法。

本发明通过下述技术方案实现：一种提高飞翼布局飞机高低速性能的气动设计方法，包括以下步骤：

（1）优化翼根翼型的相对厚度设计，所述翼根翼型的相对厚度为11%~13%；

（2）优化翼尖翼型的相对厚度设计，所述翼尖翼型的相对厚度为9%~11%；

（3）优化机翼前缘后掠角度数，所述机翼前缘后掠角度数为30°~40°；

（4）优化机翼翼尖小展弦比梯形翼设计，具体包括梯形翼的后掠角度数设计、展长设计、展弦比设计，所述梯形翼的后掠角度数为40°~60°，所述展长设计为飞机全展长的12%~20%，所述展弦比为1~1.5；

（5）优化机身侧棱边边条厚度占当地弦长厚度的比例设计，所述机身侧棱边边条厚度占当地弦长厚度的1.5%~4.5%。