排式充氣機翼的高效氣動布局研究

華如豪， 葉正寅

（西北工業大學 翼型葉柵空氣動力學國家重點實驗室，陜西 西安710072）

0 引 言

隨著航空航天科學技術的飛速發展和人們對飛行器功能要求的延伸，不同種類的新式飛行器不斷進入人們的探索范圍和研究領域。近年來，一種機翼由柔性材料充氣形成的飛行器引起人們的興趣［1－7］，這種飛行器由于機翼的可以折疊特點，便于攜帶和運輸，同時又具有結構重量輕、造價低等明顯優勢，機翼充氣展開后又具有和剛性機翼相差不大的氣動性能。因此，不管是作為武器裝備還是民用目的，充氣翼飛機具有廣泛的發展空間和潛在用途。此外，美國Kentucky大學為主的BIG BLUE計劃開展了針對未來火星探測應用的充氣翼飛機，以滿足空間運輸過程中體積、重量方面的要求，又可以進行大范圍的探測，截止2007年5月已經成功完成了五次高空飛行試驗，達到了驗證相關技術的預期目的［3－4］。隨著充氣翼飛機這一概念的提出和材料、加工工藝、控制技術等的不斷發展進步，充氣翼飛機以其區別傳統飛機的獨有特點引起人們的高度關注。

一般來講，機翼要提供整個飛機重量對應的升力，機翼結構也是飛機的主要承力部件。對于充氣翼飛機來說，為了實現可折疊特點，機翼的內部結構充氣后只有保持形狀用的拉條和外層的柔性蒙皮［8－10］。而充氣結構機翼的強度和剛度也是由所使用材料的類型、機翼的橫截面設計和內部充氣壓力決定，由于自身材料和結構的這一特殊性，較之傳統以鋼材料為承力梁結構相比，其抗彎和抗扭能力面臨很大的挑戰［9－10］。……