◎苏建民1宋笔锋1清2进3尹张二次响应面联/排翼布局飞机焦点计算(1.西北工业大学航空学院陕西西安710072;2.长安大学经济管院学院陕西西安710061;3.南昌航空大学江西南昌330063)[关键词]联/排翼布局;焦点计算;二次响应面;风洞实验;自由飞模型[摘要]排翼布局飞机比较常规气动布局飞机具备诱导阻力小、结构效率更高、机翼最大几何尺寸小等优势,但是因为前后机翼间的气动干扰,使得机翼整体的气动效率无法达到理论值,使得全机焦点位置偏离理论位置,本文通过风洞实验获得前翼对后翼的气动干扰的离散测量值,利用二次响应面拟合前翼对后翼的气动干扰,根据力的合成原理获得经过修正的全机焦[]V221+.3[文献标志码]A[]1001-4926(2008)01-0035-05Joined/tandemwingaircraftfocuscalculationstudybasedonresponsesurfacemethodSUJian-min1,SONGBi-feng1,YinQing2,ZHANGJin3Keywords:joined/tandemwinglayout;focuscalculation;responsesurfacemethod;windtunnelexperiment;free-flightmodelAbstract:Comparedwithconventionalaircrafts,joined/tandemwingaircrafts’induceddragsarehalvedtheoretically,whosestructureefficienciesarehigherandthemaximalwinggeometrysizesaresmaller.Becauseoftheaerodynamicinterferencesbetweenthefrontalwingandthebackone,therealaerodynamicefficiencycan’treachthetheoryvalueandsodoestherealfocusoftheaircraft.Inthispaper,responsesurfacemethodisadoptedtofitthewindtunnelexperimentdiscretemeasuredata,theamendatoryfocusoftheaircraftisobtainedthroughtheprincipleofcompositionofforces,thefeasibilityofthestudyhasbeenvalidatedthroughtheapplicationsonfourkindsofjoined/tandemwingfree-flight联/排翼布局飞机指飞机的升力由两个相同或相近的翼面提供,两个翼面产生差不多一样的气动升力,联翼布局更进一步在翼端或者翼面某个位置将两个机翼联接起来,如图1所示。[收稿日期]2007-12-14[修回日期]2007-12-28[作者简介]苏建民(1975-),男,山东蒙阴人,西北工业大学航空学院博士研究生,研究方向为飞行器总体设计---本文于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---2008年3月第22卷第1期理论研究36苏建民宋笔锋尹清张进二次响应面联/排翼布局飞机焦点计算增量,可以认为机翼的气动增量的方向和原来升力的方向没有变化,k为前翼对后翼的气动干扰使得后翼的升力系数减小的部分。图1洛马公司为美军设计的下一代联翼布局方案的运输机这种气动布局最大的优点是重量轻,刚度好,诱导阻力小,机翼结构受力也因为升力的均摊和机翼整体结构高度和宽度的增加而大大缓解,机翼的最大几何尺寸也可以大大缩小,从而降低对机场跑道的要求[1];但两个机翼近距离耦合带来的气动干扰对全机焦点位置会产生影响,如果处理不好,就会大大抵消联/排翼布局的气动优势。目前国内外对于联/排翼布局飞行器的气动研究大多是将前、后两个机翼甚至是整个飞机看作是一个研究对象,或使用风洞实验测量或用数值模拟获得整体的气动特性[2～5],没有涉及对前、后机翼间的气动干扰问题研究。焦点是飞行器气动增量的作用点。焦点位置对于飞行器纵向稳定性至关重要,重心与焦点的位置关系是飞行器纵向静稳定性的决定因素。一般机翼的焦点和翼型的焦点差不多位于相同的百分比位置处,在亚音速时为1/4平均气动弦长(MAC)位置;在超音速时是0.4倍平均气动弦长位置处。对于联/排翼布局飞机,如果前后机翼完全相同,且不考虑气动干扰,排翼布局飞机全机焦点位置就是前、后机翼焦点连线的中心位置,但是实际上因为后翼处于前翼的下洗区,考虑速度阻滞、前翼尾流在后翼产生紊流等因素的影响,两个机翼间存在气动干扰,其中主要是前翼对后翼的气动干扰使得后翼升力系数减小、阻力系数增大,从而使得全机焦点前移,无法得到理论结果,如图2所示,图中△α为迎角的微小南昌航空大学学报图2气动干扰对全机焦点影响示意图在设计时为了提高串列式机翼的气动效率,在机翼的水平和垂直方向都要间隔一定的间距,只有当两者中至少一个为无穷大时,理论上气动干扰才为零,全机焦点才位于理论位置(因为飞机的其它部件,如...