鸭式布局大迎角复杂涡系干扰与控制技术

作     者：刘沛清 易渊 LIU Peiqing;YI Yuan

作者机构：北京航空航天大学陆士嘉实验室北京100191 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2020年第38卷第6期

页      面：1034-1046,I0001页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0701[理学-数学] 0702[理学-物理学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(11772033) 

主　　题：鸭式布局 大迎角 涡控制 涡融合 展向吹气 脉冲吹气 

摘      要：为了充分探讨近距耦合鸭式布局在大迎角机动飞行中的气动特点和控制技术,通过总结大量的流动显示和测力测压实验,以大迎角下鸭翼涡和主翼涡的干扰机理研究结果为基础,开展了鸭式布局涡系控制研究,旨在提出一种有效可行的大迎角鸭翼涡控制技术。结果表明:在鸭式布局中,鸭翼涡和主翼涡之间的干扰方式主要表现为涡系诱导、卷绕和破裂,特别是在大迎角下鸭翼涡与主翼涡在主翼头部区域通过诱导作用,在向下游发展中相互卷绕合并成单一集中涡,该集中涡后期因受逆压梯度和黏性的作用而出现破裂,由此将会明显损失涡升力,同时增加阻力。在这种情况下,如果对鸭翼进行展向吹气,可通过控制鸭翼涡,影响主翼涡的演变,改变涡系的诱导和卷绕,从而可以有效延迟主翼涡的破裂,达到增升减阻的作用。鸭翼展向脉冲吹气是通过迟滞效应而节省吹气量的有效方法,实验发现提高占空比、脉冲频率,可以使布局在较低的引气量下达到连续吹气的增升效果;在相同的增升效果下,脉冲频率越高,脉冲占空比越大,节省的吹气量也越大,在28°迎角时以0.3的吹气动量系数进行频率为5 Hz、占空比为0.2的脉冲吹气,即可达到以0.25的吹气动量系数连续吹气的升力幅值,节省吹气量可达76%。