[发明专利]一种飞机前缘缝翼剖面曲线的设计方法

摘要

本发明属于飞机机翼设计技术，涉及对现有飞机前缘缝翼剖面曲线设计方法的改进。其特征在于，采用直线、圆弧、二次曲线的组合来完成缝翼剖面曲线的设计，设计的步骤如下：二次曲线的定义方式；定义机翼剖面曲线；定义前缘缝翼剖面曲线；确定缝翼外剖面曲线[1]和缝翼内剖面曲线[2]的起点A的位置；确定缝翼内剖面曲线[2]终点D的位置；确定缝翼内剖面曲线[2]；确定固定翼前缘剖面曲线[3]起点E；确定固定翼前缘剖面曲线[3]；确定缝翼外剖面曲线[1]终点B的位置。本发明大大提高了设计效率，改进了缝翼内型和固定翼外形曲面曲率的连续性，提高了缝翼剖面和曲面的设计质量，进而使缝翼的气动效率得以充分发挥，保证了缝道沿展向的间隙和展向分布规律，提高了前缘缝翼的增升效果。

主权项

1、一种飞机前缘缝翼剖面曲线的设计方法，其特征在于，采用直线、圆弧、二次曲线的组合来完成缝翼剖面曲线的设计，设计的步骤如下：1.1、二次曲线的定义方式；采用曲线起点、曲线终点、曲线起点和终点切线交点和曲线型因子的定义方法定义二次曲线；点S1为二次曲线的起点，点S2为二次曲线的终点，点S3为二次曲线起点切线和终点切线的交点，点S4为点S1和点S2连线的中点，点S5为二次曲线与线段S3S4的交点，曲线型因子f＝S5S4/S3S4，式中：S5S4为点S5和点S4连线的长度，S3S4为点S3和点S4连线的长度，点S1、点S2和点S3组成的三角形称为二次曲线的控制三角形；1.2、定义机翼剖面曲线；机翼剖面曲线是指在机翼三维模型上由与机翼根剖面平行的平面和机翼曲面相交所得到的曲线，机翼剖面曲线分上、下两部分，分界点在机翼前缘点，上半部分称为上翼面曲线，下半部分称为下翼面曲线；1.3、定义前缘缝翼剖面曲线；前缘缝翼剖面曲线由缝翼外剖面曲线[1]、缝翼内剖面曲线[2]和固定翼前缘剖面曲线[3]组成；点A为缝翼外剖面曲线[1]和缝翼内剖面曲线[2]的起点，点B为缝翼外剖面曲线[1]的终点，点D为缝翼内剖面曲线[2]的终点，点E为固定翼前缘剖面曲线[3]的起点，点F为固定翼前缘剖面曲线[3]的终点，过机翼前缘点且与水平方向平行的直线为机翼剖面的参考弦线[4]，机翼前梁平面与机翼剖面的交线为垂直基准线[5]；1.4、确定缝翼外剖面曲线[1]和缝翼内剖面曲线[2]的起点A的位置；做垂直基准线[5]的第一平行线[9]，使其位于垂直基准线[5]的前方，且与垂直基准线[5]的距离为D2，D2＝60mm～350mm，第一平行线[9]与机翼剖面上翼面曲线的交点为缝翼外剖面曲线[1]和缝翼内剖面曲线[2]的起点A；1.5、确定缝翼内剖面曲线[2]终点D的位置；将机翼剖面的参考弦线[4]与垂直基准线[5]的交点T沿机翼剖面的参考弦线[4]向前移动D0距离，得到点R，D0为机翼剖面前缘点P至垂直基准线[5]距离的2/3～3/4；过点R做机翼剖面下翼面曲线的法线[7]，法线[7]与机翼剖面下翼面曲线的交点为缝翼内剖面曲线[2]的终点D；1.6、确定缝翼内剖面曲线[2]；缝翼内剖面曲线[2]由直线段AG[10]、二次曲线GJ[11]和直线段JD[12]三段组成；1.6.1、确定直线段AG[10]；过点A做机翼剖面上翼面曲线的第一切线[6]；过点A向前做直线段AG[10]，使直线段AG[10]位于第一切线[6]的下方且与第一切线[6]的夹角为A1，A1＝1°～15°，直线段AG[10]的长度L1＝20mm～150mm；1.6.2、确定直线段JD[12]；在法线[7]上D点上方截取直线段JD[12]，直线段JD[12]的长度L2＝15mm～350mm；1.6.3、确定二次曲线GJ[11]；直线段AG[10]的延长线与法线[7]交于点H；以三角形HJG为控制三角形，以f1为曲线型因子，确定二次曲线GJ[11]，f1＝0.2～0.65，直线段AG[10]、二次曲线GJ[11]和直线段JD[12]构成缝翼内剖面曲线[2]；1.7、确定固定翼前缘剖面曲线[3]起点E；做垂直基准线[5]的第二平行线[20]，使其位于垂直基准线[5]的前方，且与垂直基准线[5]的距离为D4，D4＝10mm～150mm，第二平行线[20]与机翼剖面上翼面曲线的交点为固定翼前缘剖面曲线[3]的起点E；1.8、确定固定翼前缘剖面曲线[3]；固定翼前缘剖面曲线[3]由第一段二次曲线EK[13]、第二段二次曲线KM[14]和圆弧线MF[15]三段曲线连接组成；1.8.1、确定第一段二次曲线EK[13]；过点E做机翼剖面上翼面曲线的第二切线[18]，将点A沿第一平行线[9]向下移动距离D3得到点K，D3＝1.5mm～10mm；过点K向前做第一直线[16]，使第一直线[16]位于直线段AG[10]的下方且与直线段AG[10]的夹角为A2，A2＝1°～15°，第一直线[16]与第二切线[18]的交点为点N，以三角形NKE为控制三角形，以f2为曲线型因子，f2＝0.2～0.65，确定二次曲线EK[13]；1.8.2、确定圆弧线MF[15]；将法线[7]沿机翼剖面的参考弦线[4]向后平移距离D1，得到第二直线[17]，D1＝20mm～200mm；以Rh为半径做与机翼剖面下翼面曲线和第二直线[17]相切的圆弧，Rh＝10mm～300mm，圆弧与机翼剖面下翼面曲线的切点为点F，圆弧与直线[17]的切点为点M，点M至点F之间的圆弧段为固定翼前缘剖面曲线[3]的圆弧线MF[15]；1.8.3、确定第二段二次曲线KM[14]；第二直线[17]与第一直线[16]的交点为点L，以三角形LMK为控制三角形，以f3为曲线型因子，f3＝0.3～0.65，确定二次曲线KM[14]；第一段二次曲线EK[13]、第二段二次曲线KM[14]和圆弧线MF[15]连接构成固定翼前缘剖面曲线[3]；1.9、确定缝翼外剖面曲线[1]终点B的位置；以圆弧线MF[15]的圆心为圆心，做半径为Rn＝Rh+C1的圆弧[19]，C1＝4mm～20mm，圆弧[19]与机翼剖面下翼面曲线的前交点为缝翼外剖面曲线[1]的终点B，机翼剖面曲线上点A至点B之间的曲线为缝翼外剖面曲线[1]。