大型商用飞机风洞试验需求及技术展望

大型商用飞机的研发作为国家战略行为,需要巨大的投入和极高的技术门槛,开展完整、高质量、高效率的风洞试验,才能有效支撑大型商用飞机的研发。本文从我国大型商用飞机研制的实际经验出发,总结了当代大型商用飞机研制对于风洞试验的需求变化,认为开展更多的高雷诺数风洞试验和特种风洞试验能够更好地支撑飞机的研发,并对风洞试验提出了“稳、准、快、多、和”5个方面的要求。最后结合当前技术发展环境,对未来商用飞机风洞试验技术的发展趋势进行了展望与讨论,认为继续完善高精度测量技术、多类气动力同时测量技术,以及非定常测量技术将是未来大型商用飞机风洞试验的主要发展方向。

砂纸冰对民机平尾气动特性的影响

平尾结冰严重影响飞机的纵向操纵性及稳定性。为研究结砂纸冰对平尾气动特性的影响,采用基于某民机平尾设计的大、小模型,在低速增压风洞中开展了带砂纸冰的测力试验,分析了砂纸冰粗糙度、雷诺数、角冰粗糙度对带冰平尾气动特性的影响规律,同时总结了砂纸冰的缩比方法。结果表明:砂纸冰粗糙度增加会导致平尾气动特性逐步恶化,在飞行雷诺数条件下,当冰型粗糙度相对高度为0.2×10^(-3)~0.6×10^(-3)时,相比于无冰条件,最大升力系数降低0.3~0.4;雷诺数对带砂纸冰平尾气动特性的影响超过对带角冰平尾的影响,但远小于对干净平尾的影响,当带砂纸冰平尾雷诺数由3.29×10^(6)提高至13.1×10^(6)后,其最大升力系数提高0.02~0.04;角冰表面粗糙度的变化对平尾气动特性的影响较小,由粗糙度带来的升力损失远小于角冰本身所带来的影响;当砂纸冰高度远超过当地边界层厚度时,风洞试验可根据模型比例对砂纸冰粗糙度进行几何缩比,而当砂纸颗粒较小时,采用几何缩比方式获得的砂纸冰对平尾气动力影响相对较小。提出了基于边界层厚度的砂纸冰粗糙度缩比方法,该方法的适用性还需要进一步验证。