NASA进行超音速层流试验

NASA’sSupersonicMaturalLaminarFlowTests美国NASA的德莱顿飞行试验中心目前正在用一架F－15B飞行技术验证机进行一种超音速层流机翼设计的试验。初步的试验表明，这种机翼在飞机超音速飞行时，翼上自然层流的覆盖率能够达到80％以上。机翼试验段采用的是一种被动式层流控制系统，而不是那种通过采用饮气系统或吸气翼套来进行层流控制的主动式层流控制系统。试验机翼段的尺寸为0．gXI．2米，直接装在德莱顿研究中心的一架F一15B飞行验证机的机身中央挂架上。中心共进行了4次飞行试验，每次飞行扣一的分钟，其中每次超音速飞行的时…     

NASA对层流研究的贡献

1926年由NASA的前身NACA通过风洞烟雾试验研究了不平机翼表面设计对紊流的影响。 40年代NASA在一架洛克希德的P-38试验机上安装了层流机翼试验段。 70年代,在一架通用动力公司的F-111飞机机翼上安装了一种被动式翼套,在较大区域实现了亚音速层流控制。该机曾是运输机技术试验台。     

装新型数字式飞行控制系统的F-16XL改型

最近,一架由洛克希德·马丁公司改型的装有新的数字式飞行控制系统(DFCS)的F-16XL战斗机,在NASA的德莱顿研究中心成功地完成了飞行试验.这种新的DFCS系统还将装在第40批次的F-16上,用以代替该机上原有的符号式飞行控制系     

层流飞行试验迎角精确控制技术研究

针对层流机翼飞行试验需求,开展飞行条件下的层流翼套迎角精确控制试飞技术研究。首先,通过影响迎角的飞行参数变量分析,实施滚转角控制和飞行重量控制措施,以试飞方法、评判准则和机载监控设备构建了一套层流飞行试验迎角精确控制试飞应用技术;然后,在飞行高度6 km和7 km,飞行马赫数0.45～0.65,翼套测试迎角2.0°～4.2°等多个飞行状态下开展飞行试验,对层流翼套迎角精确控制进行技术验证。试验结果表明,该技术实用可靠,可为后续层流机翼或翼套气动力飞行试验提供参考。     

层流控制技术及对飞行器气动加热的影响研究

本文主要介绍了层流控制技术的基本原理和主要技术途径,分析了层流控制在飞机减阻和外表面红外隐身方面的作用。在低湍流度风洞中,利用萘升华试验,在NACA64A-204后掠机翼模型上,研究了吸气流量和压力梯度分布等对层流控制效果的影响,研究结果表明:前缘吸气可以抑制CF波的成长,吸气流量对层流区的范围有显著的影响,随着吸气流量增大,层流区范围逐渐增大。利用对称机翼模型,研究了层流控制对气动加热的影响,研究结果表明:层流控制技术可以显著扩大层流区的范围、减小气动加热、降低表面温度,前腔的吸气流量对层流控制效果起主导作用,并存在最佳值,吸气流量过大不会进一步改善层流控制效果,吸气流量过小则达不到最好的层流控制效果。     

层流翼型阻力测量试飞技术研究

针对层流机翼飞行试验需求,开展了飞行条件下的层流翼型阻力测量试飞技术研究。通过表面质量、其他测量设备及机体部件等测量影响因素分析,实施翼型尾迹区域流场CFD计算进而研制尾流耙,以试飞方法和数据处理方法构建了一套翼型阻力系数测量方法,并通过飞行试验对一型自然层流翼型进行了翼型阻力系数的测量验证。试验结果表明,该技术实用可靠,可为后续层流飞行试验提供参考。     

波音757试验机将带F-22的前机身段试飞

这架由第一架波音757改装的飞行试验机(FTB)即将装好测试仪器,预定在8月安装一个有代表性的F-22机翼,最终这架FTB上将装备F-22驾驶舱及所有的主要与辅助显示器.油门和驾驶杆也将安装,但它们并不与波音757的飞行控制器相连.波音757试验机计划于8月返回西雅图安装F-22传感器机翼.虽然它是不产生升力的机翼,其结     

主动气弹机翼研究

麦道公司和罗克韦尔公司将把F-18HARV(大迎角研究机)修改后,为美国空军和NASA完成一个研究项目。这个主动气弹机翼(AAW)项目将演示在跨音速和超音速条件下用机翼扭曲来控制飞机的先进概念,使未来战     

超临界自然层流机翼设计及基于TSP技术的边界层转捩风洞试验

为了实现绿色航空节能减排的目标,层流设计技术成为飞行器设计者的研究热点。对于跨声速客机而言,超临界自然层流机翼设计技术将显著减小飞行阻力,提升气动性能,减少燃油消耗和污染物排放。首先,基于高精度边界层转捩预测技术耦合翼型优化设计系统,实现超临界自然层流翼型设计;经过合理的翼型配置,形成超临界自然层流机翼。转捩数值模拟分析结果表明,超临界自然层流机翼的层流流动特性良好。然后,以比例为1：10.4的试验模型在荷兰高速低湍流度风洞进行边界层转捩风洞试验,使用温度敏感材料涂层（TSP）技术拍照获得机翼表面在不同马赫数、雷诺数和迎角工况下的层流-湍流分布。最后,通过超临界自然层流机翼边界层转捩试验结果,探讨了该类型机翼的转捩特性随来流参数的变化规律,总结了超临界自然层流机翼设计的关键因素。此外,该模型也可用来验证边界层转捩预测技术在超临界、高雷诺数工况下的预测精度。     

伸缩机翼变体飞机气动特性研究

伸缩机翼变体飞机通过机翼伸缩调整机翼展长,从而改变机翼面积和展弦比,改变飞机的气动布局和机翼的气动特性,满足多任务点的设计要求。简要介绍伸缩机翼变体飞机的发展历史,重点研究一种采用伸缩机翼设计的超音速飞机的气动特性变化。研究结果表明：亚音速时机翼展长伸长,展弦比增大,飞机诱导阻力降低,升阻比提高,可以明显提高飞机的航程;超音速时机翼展长缩短,展弦比减小,飞机的波阻降低,升阻比增大,提高了超音速飞行性能。伸缩机翼概念用于超音速飞机设计时能很好地兼顾亚音速巡航和超音速冲刺。     

生机勃勃的民用航空技术

用前翼减小静不稳定性，层流机翼将用来减小飞行阻力，以微机电技术设计的智能涡流发生器可自如地控制流场，传统的刚性机翼将通过主动弹性机翼技术变得“柔软”，从而飞行效率更高，将来的复合材料机翼可以被“缝制”出来，圆筒形的机身可以直接滚轧成型，融合体的“飞翼”将翻开民机设计史上新的一页，可在几小时内飞越半个地球的新一代超音速客机能否在２１世纪“美梦成真”？     

军用航空

美国启动安静远程超音速运输机美国国防部预研局已经拨出3500万美元的经费启动“安静超音速平台”计划、探索今后可军民两用的超音速公务机技术、现在走在前面的方案是由美同雷诺飞机公司提出的层流机翼方案、以往常规的超音速飞机所用的三角翼虽然有较低的激波阻力，但由于机翼表面的流场为紊流，所以摩擦阻力较大。雷诺采用了小后掠尖锐前缘的层流机翼，从而大大减小了摩擦阻力、为了不产生太大的波阻，机翼厚度很薄。据估算，这种方案的超音速阻力可减少500／o以1二，井冈什匕曾川1川”。以卜。飞机的飞工速）文为M15，这样就l叶以入使…     

HLFC后掠翼优化设计的若干问题

使用扩展自由变形参数化方法,基于径向基函数的动网格技术和改进的混合粒子群算法,考虑吸气的e^N转捩预测方法和雷诺平均Navier-Stokes求解器,搭建了针对混合层流流动控制（HLFC）后掠翼的优化设计平台,对HLFC后掠翼的气动外形设计、雷诺数影响、吸气分布设计等多个问题进行了研究,对比分析了在这些因素影响下HLFC后掠翼的阻力系数和层流区长度的差别,进而探索了相应的设计准则。研究表明,对于层流区较长和阻力系数较小的HLFC后掠翼来说,它们上表面的压力分布具有共同的特征：头部峰值较低,之后有一个小的逆压,接下来是一段较长的均匀稳定的顺压,这段顺压最后终结于一道激波。应用HLFC技术后,通过实现大面积的层流区,机翼的摩擦阻力和压差阻力均可显著地降低,降低的幅度远大于不考虑层流控制的设计结果。同时,HLFC机翼的设计应综合考虑摩擦阻力、压差阻力、激波强度和配平阻力（低头力矩）,层流区最长不一定意味着阻力最小。一般来说,雷诺数越高,越难维持层流,但应用混合层流控制技术后,即使在难以实现自然层流的高雷诺数下,HLFC机翼依然有较长的层流区。通过对吸气分布的设计进行研究,说明了非均匀吸气比均匀吸气要更有效率一些,能够节省吸气量。     

民用飞机设计参考机种之一 图-144超音速运输机

<正>图-144是前苏联图波列夫设计局设计制造的第一架超音速运输机。为了缩短研制周期,抢先投入航线使用,图-144原型机采用了与英法合作的"协和"号超音速运输机非常相近的气动布局。图-144采用了狭长三角形机翼和无尾的型式,4台发动机和翼下进气道,机翼大部分无扭转。据称,研制过程中,曾用一架米格-21改装狭长三角翼无尾试验机,进行了几十次飞行试验。图-144的生产型于1973年5月在巴黎博览会上首次展出。与原型     

HondaJet的设计和发展

与现存的一些小型商务喷气飞机相比，HondaJet是一种具有超大座舱、高燃油效率和高巡航速度的先进的和重量轻的商务喷气飞机。为了达到高性能的目标，通过大量的分析和风洞试验后开发了翼上发动机构型、自由层流机翼和自由层流机头。机翼是金属的，具有整体机加表面，这样可以实现自由层流所要求的光滑上表面。机身全部由组合件构成，加强板和夹层板被整体热压成型以减少重量和成本。原型机已经被设计制造。并且已经完成了主要的地面试验，如结构验证试验、控制系统验证试验、系统功能试验和地面振动试验。飞机在2003年12月3日首飞，飞行试验现在进行当中。接下来叙述在研发过程中进行的气动的、空气弹性变形的、结构的和系统的设计和试验。     

后掠翼模型混合层流控制实验研究

利用前缘吸气和顺压梯度,在对称后掠机翼模型上,实现了混合层流控制。在连续式跨声速风洞中,研究了气流马赫数和雷诺数对转捩位置的影响,研究了前缘吸气流量及流量分配对层流控制效果的影响。实验过程中,利用壁面冷却方法,扩大了层流区和湍流区的壁面温度差,利用埋入式安装的热电偶测量了表面温度分布,确定了转捩位置和层流区范围。结果表明,前缘吸气具有良好的层流控制效果,可以使层流区范围显著扩大。前腔吸气流量对层流控制效果影响很大,后腔吸气流量影响较小。     

自然层流翼套气动力测量飞行试验技术研究

针对层流翼型设计验证需求，以翼套形式开展飞行条件下的气动力测量技术研究。通过关键参数确定、试验机选取和测量方法筛选等试验设计，并实施测量方法优化和试飞方法确定，形成自然层流翼套气动力测量飞行试验技术。通过飞行试验对某型自然层流翼套进行了边界层转捩位置、压力分布和翼型阻力测量，对该技术进行了验证。试验结果表明，该技术使用可靠，可为后续层流飞行试验提供参考。     

洛克希德·马丁公司的F-22战斗机装配生产线

F-22飞机的装配厂位于佐治亚州的玛丽埃塔工厂,该厂有一条F-22的U形生产线,即前机身装配线和总装线.F-22的任务分配是:波音公司在西雅图制造机翼和后机身、洛克希德·马丁航空公司在沃思堡制造中机身,在玛丽埃塔制造前机身、进行总装及飞行试验.每架F-22的生产都以在生产线端头将铝隔框加装到夹具上作为计时的开始.装配时钟从8200号工作站开始计时,该工作站是第一个前机身装配工作站.     

机翼边界层计算及其在飞机设计中的应用

本文给出一种计算实际机翼可压缩层流-紊流三维边界层的新方法。方法使用了Cebeci提出的一种非正交坐标系,并采用一种二次变换以克服在某处横流发生反号时计算遇到的困难。对Lockheed C-5A机翼和F-8超临界机翼给出了一系列计算结果,并同其它方法的结果以及试验数据作了比较。     

美国空军纪念超音速飞行50年

美国空军为纪念超音速飞行50周年,于1997年10月18～19日在爱德华空军基地举行了有史以来最大规模的开放日暨航空展,展出各型飞机近200架,除F-22未参展外,几乎所有的美国空军现役装备和即将装备的现代化飞机均参加了展出。1947年10月14日首次突破音障的耶格尔将军,在本次纪念活动当天再次驾驶F-15D超音速掠过展区上空。