
翼型研究的歷史、現狀與未來發展(1-36,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0396)韓忠華,高正紅,宋文萍,夏露
“翼型”是飛機機翼及尾翼、導彈翼/舵面、直升機旋翼、螺旋槳、風力機葉片等外形設計的基本元素和氣動力的“基因”,也是影響其綜合氣動性能的核心因素之一。本文立足飛行器設計和翼型研究的前沿,在回顧100多年來翼型發展歷程的基礎上,重點綜述了翼型研究的最新進展,分析了研究現狀,提出了未來發展方向。新一代翼型將適用于未來飛行器的發展需求,在寬速域、大空域、多物理場及智能變體等復雜使用條件下具有優良的多學科綜合性能。

飛翼布局翼型系列設計進展(37-52,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0282)張偉,趙軻,夏露,高正紅
針對飛翼無尾布局開展了基礎翼型研究。根據布局展向不同站位提出分區翼型氣動設計要求,并針對翼型設計結果應用到三維布局上不能達到理想效果的問題,建立了基于分區翼型設計模型的全局優化設計與三維布局環境下多剖面翼型局部優化設計的多學科協同設計方法,并形成了飛翼布局分區翼型系列。該方法能夠高效實現飛翼布局分區多剖面、多種性能要求的翼型設計。

戰斗機翼型使用和發展綜述(53-60,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0252)袁兵,劉杰,魏中成,劉沛,池江波
在回顧第一代到第四代戰斗機氣動布局特點基礎上,總結了每一代戰斗機氣動布局所用機翼翼型的設計特點及發展變化趨勢。新一代戰斗機將具備寬頻隱身、大航程、高機動等能力需求,超扁平無尾氣動布局是最可能采用的氣動布局形式。本文從多個角度分析了新一代翼型的設計需求,未來翼型將更加注重氣動、隱身、控制、結構、智能材料和變體技術等多學科多目標的綜合設計優化。

直升機旋翼翼型需求分析及技術發展展望(61-69,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0276)曾偉,袁明川,樊楓,林永峰
針對常規直升機和新構型高速直升機,綜合考慮多種飛行條件,分析了旋翼翼型設計的性能需求。總結了先進旋翼翼型系列的發展及應用情況,以OA和TsAGI翼型為例分析了旋翼翼型的氣動性能特點和發展趨勢。從旋翼翼型指標分解、動態氣動特性計算與試驗、氣動優化設計等方面介紹了旋翼翼型技術的發展現狀,并對未來旋翼翼型技術的發展進行了展望。

旋翼翼型動態失速機理及非定常設計研究進展(70-84,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0261)招啟軍,井思夢,趙國慶,王清
旋翼翼型動態失速及設計是直升機空氣動力學與旋翼氣動設計領域的重點與難點問題。本文介紹了旋翼翼型動態失速研究方法的現狀,梳理了旋翼翼型動態失速機理的研究進展,闡述了旋翼翼型設計方法的發展歷程和非定常設計理念,展望了旋翼翼型設計的未來發展方向,提出了旋翼設計的多層級、多階段發展設想。

翼型風洞試驗技術研究現狀(85-100,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0381)高永衛,魏斌斌,梁棟
準確可靠的翼型氣動性能對于飛行器的研制至關重要,目前,風洞試驗仍是獲得翼型氣動性能的主要方法。本文在資料調研的基礎上,結合翼型、葉柵空氣動力學國家級重點實驗室的研究進展,對翼型靜/動態性能測試技術、模型表面流動轉捩探測技術以及翼型試驗中洞壁干擾控制與修正技術的最新進展和存在的問題進行了總結,對翼型風洞試驗相關研究人員具有一定參考意義。

空天飛行器機翼/翼型的需求分析及應用(101-110,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0237)羅金玲,龍雙麗,湯繼斌,韓忠華,張陽
圍繞總體設計要求,提出了空天飛行器對機翼/翼型設計的新需求。基于一種新寬速域翼型,在考慮升重匹配等約束下,通過三維流動的優化設計,獲得了能較好兼顧低速與高速氣動性能的三維寬速域機翼。開展了全機狀態下寬速域機翼的工程應用研究,獲得了滿足寬速域總體要求的一種空天飛行器氣動布局,寬速域最大升阻比高于德國S?nger飛行器。
面向高超聲速飛行器的寬速域翼型優化設計(111-127,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0384)張陽,韓忠華,周正,湯繼斌,張科施,宋文萍
寬速域氣動設計是水平起降高超聲速飛行器研制的瓶頸問題之一。針對高超聲速飛行器寬速域翼型氣動設計問題,設計出一種相對厚度為4%、有一定彎度、下表面具有雙“S”形特征的寬速域新翼型。將新翼型與常規四邊形翼型和雙弧形翼型進行了氣動特性對比,并進行了流動機理分析,結果表明新翼型的寬速域綜合氣動特性顯著優于常規翼型,從而證明了發展兼顧亞、跨、超和高超聲速氣動性能的寬速域翼型是可行的。

后緣發散翼型在寬體客機機翼設計中的應用(128-135,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0207)薛幫猛,任啟龍,林大楷
提出了一種翼型后緣發散修形設計方法,研究了修形參數對氣動性能的影響規律。在翼型修形應用中,后緣厚度增加2‰c后,使得最大相對厚度10.2%的超臨界翼型在厚度放大到11.5%后,仍具有不低于初始狀態的升阻性能。在某寬體客機機翼方案上僅應用2‰c的后緣厚度增量,機翼-機身-短艙-吊掛構型即可獲得超過0.0002的阻力下降,而不付出機翼厚度和阻力發散性能的代價。

旋翼翼型氣動設計與驗證方法(136-148, 155,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0315)張衛國,孫俊峰,招啟軍,武杰,李國強,馬帥,吳霖鑫
發展了旋翼翼型指標分析與給定方法,給出了我國直升機旋翼翼型譜系規劃設想,建立了旋翼翼型優化設計方法,突破了旋翼翼型氣動特性精準測量風洞試驗技術,構建了旋翼性能理論與試驗驗證綜合評估方法。自主設計翼型的綜合性能較國外參考翼型有顯著提升,基于設計翼型的旋翼模型氣動性能較基于參考翼型的旋翼模型提升了3%。

翼型激波抖振的無模型自適應控制(149-155,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0297)任凱,高傳強,張偉偉
為了消除翼型激波抖振的脈動載荷,開展了數據驅動的無模型自適應控制,流場數值仿真采用URANS方法。作動機構采用尾緣舵面,反饋信號為升力系數。無模型自適應控制不依賴流動系統模型,在線將流動系統轉化為動態線性化數據模型,來設計控制律最小化性能指標。時域仿真結果顯示,該方法能夠在來流狀態隨時間變化的情況下,完全消除抖振脈動載荷。

等離子體冰形調控改善翼型/機翼氣動性能的試驗研究(156-164, 195,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0234)梁華,謝理科,吳云,劉雪城,蘇志,白成宏
等離子體冰形調控可按照設計的布局防止結冰,從而獲得所預期的調制冰形。無量綱冰形尺寸和無量綱調控比例決定了調控效果:無量綱冰形尺寸比值在0.1~0.2之間時獲得最佳的升力系數;無量綱調控比例越低,越接近無冰狀態下的流場。無人機飛行測試驗證了冰形調制策略改善氣動性能的有效性,冰形調制后,失速迎角延遲4°,在大迎角下的升力系數普遍恢復了20%~30%。

合成雙射流逆向吹吸控制對翼型流動特性影響(165-174,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0213)趙志杰,羅振兵,劉杰夫,鄧雄,李石清,鄭穆
研究了反向合成雙射流(DSJ)對小攻角、大攻角下翼型繞流流場的控制機理及氣動控制特性,并通過飛行試驗驗證了其航向姿態控制能力。結果表明:小攻角下,反向DSJ會使阻力增大,升力略有減小,俯仰力矩基本不變,具有航向控制潛力;大攻角下,反向DSJ會使升力、阻力及低頭力矩增大;飛行試驗結果表明,反向DSJ具有航向姿態控制能力,可實現的最大偏航角速度為9.01°/s。

工程翼型氣動特性數據挖掘與建模(175-183,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0219)錢煒祺,趙暾,黃勇,何磊,段光強,秦川江
以伊利諾伊大學香檳分校UIUC的工程翼型庫為研究對象,基于CST參數化方法實現了數據異常翼型的檢測,揭示了翼型庫中CST參數的分布規律及參數之間的關聯規律,并進行了聚類分析;進一步采用級差分析、SOM自組織映射、Apriori算法等知識挖掘方法分析了CST參數對典型工況翼型氣動特性的影響規律,并建立了基于深度神經網絡的預測模型,相關結果可為工程翼型氣動特性分析與設計提供支撐。

仿生學覆羽控制翼型流動分離實驗(184-195,Doi:10.7638/kqdlxxb-2021.0177)鞏緒安,張鑫,馬興宇,范子椰,姜楠
設計了新型仿貓頭鷹覆羽的柔性鋸齒形旋渦發生器,鉸接在NACA0018二維翼型各弦長位置處。風洞實驗時利用雙通道熱線同時測量不同位置的同步流場數據,分析其擾動相關性。實驗結果表明:中等面密度的柔性材料安裝在尾緣時可以有效吸收34%的湍動能;分離泡上邊界向下移動,低頻段功率譜密度得到顯著削減,大尺度渦包得到破碎,具有潛在的降噪效果;當安裝位置向前緣移動時,擾動信號將向低頻段轉移,分離泡的上邊界繼續下移。