某民機尾翼布局對全機穩(wěn)定性影響分析

李鵬飛，陳雅麗，魏文建，萬俊明

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

0 引言

現(xiàn)代民用飛機對安全性、經(jīng)濟性、舒適性以及環(huán)保性提出了更高的要求，其中，安全性指標(biāo)是決定民機研制成敗的首要因素。在飛機設(shè)計過程中，滿足安全性要求需要考慮多方面因素的影響，穩(wěn)定性對飛機安全性非常關(guān)鍵，而尾翼對全機的穩(wěn)定性又具有決定性作用。常規(guī)布局的飛機其縱向力矩平衡需要靠平尾來實現(xiàn)，對于尾吊發(fā)動機短艙的布局，其尾翼布局一般采用低置平尾的“+”型尾翼布局或高置平尾的“T”型尾翼布局。某民機設(shè)計了兩種不同的尾翼布局形式，本文通過數(shù)值計算的手段分析兩種尾翼布局對全機縱向、航向穩(wěn)定性的影響。

1 尾翼參數(shù)設(shè)計

某民機的機翼是下單翼、發(fā)動機尾吊布局，設(shè)計時進(jìn)行了兩種不同布局形式的尾翼設(shè)計，分別為“+”型尾翼和“T”型尾翼布局?！癟”型尾翼由于垂尾存在后掠角，平尾的力臂相對“+”型尾翼長，為保證兩種布局的平尾尾容量的基本一致，設(shè)計時“T”型尾翼的平尾面積比“+”型尾翼小20%，垂尾面積一致。應(yīng)用面元法對兩種構(gòu)型進(jìn)行了計算，“+”型尾翼和“T”型尾翼計算模型見圖1，計算結(jié)果表明兩種構(gòu)型的縱向穩(wěn)定性基本保持一致，最終確定“+”型尾翼的平尾面積6.3m2,“T”型尾翼的平面面積5.36m2，此兩種尾翼設(shè)計結(jié)果作為CFD計算分析的外形基礎(chǔ)，尾翼外形見圖2。

2 CFD數(shù)值計算方法

近三十年來CFD分析方法已有巨大飛躍，從面元法、全速勢方法、歐拉方法，到考慮粘性計算的納維爾-斯托克斯（Navier-Stokes,NS）方法，基于NS方程的數(shù)值計算手段從上世紀(jì)九十年代以來有了突躍式發(fā)展，逐漸成為流場分析的主要手段?！?br>