摘要：针对执行侦察和攻击任务的多用途无人机(UAV)开展了模块化布局气动设计研究,结合内部布置特点将主要部件分为共用、专用和通用3类模块,完成了前机身、机翼和尾翼的多种模块方案设计分析,并从气动角度筛选了最佳的专用和通用模块划分方案,利用基于代理模型的多目标优化平台,从布局和部件两个层面搭建了模块耦合优化设计流程,以现有典型无人机布局为参照,完成了多用途无人机模块化布局优化设计以及气动特性的对比评估。研究表明,作为专用模块的攻击构型前机身优选保证容积要求的短机身方案,作为通用模块的机翼优选侦察构型为前缘拐折平直翼、攻击构型为后掠梯形翼的模块划分方案,作为通用模块的尾翼优选变外形、变倾角的模块划分方案。针对通用模块的模块耦合优化设计能够有效提高侦察构型和攻击构型的升阻比,实现多用途无人机综合气动性能最优。

摘要：针对跨/超声速层流机翼验证需求,提出基于在线加热涂层的转捩探测技术,通过提升原始数据信噪比以及探测判定结果可靠性,拓展转捩探测技术的速域适应范围。总结了跨声速层流机翼风洞和飞行试验转捩探测技术研究现状和存在的主要不足,提出一种3层结构的电加热涂层技术,给出绝缘层和电加热层的制备工艺,涂层总厚度可控制在40~60μm,从而降低涂层对转捩和压力分布的影响。在亚跨声速条件下,开展翼段边界层转捩探测,使用电加热涂层技术将模型表面转捩前后的相对温差从2 K提高到4 K,温差增加1倍,同时利用电加热涂层技术实现了超声速后掠机翼转捩位置探测,形成了马赫数0.3~2.0工况范围内的转捩探测能力。在此基础上,形成了飞行试验转捩探测技术方案,给出了测试段机翼表面加热区功率、红外相机光学吊舱等详细设计方案。

摘要：以带电加热防除冰系统的平尾后掠翼型为研究对象,在风速90 m/s、温度-4~-9℃、液态水含量(Liquid water content,LWC)0.45~1.5 g/m3以及水滴直径(Median volumetric diameter,MVD)20.1~36μm条件下,在0.6 m结冰风洞中开展溢流冰生成规律研究,包含溢流冰起始位置、覆盖范围和类型。试验结果表明,翼型表面溢流冰形成的起始位置受加热功率及来流温度影响较为明显,加热功率或来流温度低至一定数值时溢流冰类型从溪状冰变为冰脊,随着加热功率或来流温度的增加,溢流冰起始位置向后移动。溢流冰的溢流范围受LWC及加热功率影响较为明显,LWC越大,收集水量越多,溢流的范围随之越广;加热功率的影响类似,增大加热功率融化的溢流水增多,从而溢流范围越广。溢流冰生成的类型对MVD的变化比较敏感,当MVD从20.1μm增加为3μm时,溢流冰即从典型的溪状冰变为冰脊。

摘要：声爆是超声速飞行器所特有的一种气动声学现象,其涉及空气动力学和非线性声学等研究领域,开展相关研究具有重要的学术意义和应用前景。本文简述了声爆的基本概念、主要特征和主要危害,简要回顾了声爆的产生、发展和演化的研究历史,重点介绍了声爆的数值模拟、风洞试验和飞行试验预测方法,以及近年来提出的声爆抑制方法和低声爆气动优化设计方法的发展现状;最后总结了当前声爆预测方法面临的技术难点和挑战。

摘要：准确模拟过冷大水滴(Supercooled large droplet,SLD)云雾水滴质量分布是最新的结冰适航条款要求,也是当前冰风洞试验技术难点。以14CFR 25部附录O规定冻毛毛雨水滴累计质量分布曲线为目标,在冰风洞中开展过冷大水滴结冰条件模拟研究。基于水滴质量分布要求进行大水滴云雾与小水滴云雾匹配性分析,并在FL-61风洞喷雾系统现有条件下开展大水滴喷嘴喷雾性能测量,将生成的具有不同液态水含量(Liquid water content,LWC)和体积中值直径(Medium volume diameter,MVD)特征的云雾参数组合,在试验段中心位置生成了水滴质量分布曲线接近附录O规定的冻毛毛雨条件。研究结果表明,采用分别模拟相应水滴质量分布的大水滴和小水滴云雾,再进行组合喷雾能够较好地预测和指导在冰风洞中构造大水滴云雾,同时验证了在冰风洞内能够采用两种喷嘴模拟水滴质量为双峰分布云雾条件的可行性。

摘要：在分析风洞试验被测对象风洞模型特点基础上,提出了适合风洞模型不同部件快速设计与试制的金属增材制造方法,并进行了轻量化设计制造验证与分析。结果表明,该方法不但可以高效完成部件轻量化试制,而且结合数控精加工工序,增材制造部件尺寸精度完全能够满足国军标使用要求,缩短风洞模型部件加工周期,降低成本等。

摘要：以超声速民机的巡航减阻问题为背景,综述了超声速层流布局设计与评估技术的研究进展。首先给出了超声速飞机巡航气动效率提升的工程意义,分析了超声速飞机巡航阻力的构成。然后阐述了自然层流设计和流动控制两种有效延迟流动转捩技术手段的研究进展,梳理了超声速转捩数值模拟、风洞试验和飞行试验3种重要评估技术的研究进展,介绍了国内外典型的超声速层流布局设计与评估案例。最后总结了超声速飞机层流布局设计和评估技术的难点和技术发展建议。

摘要：在某些航空应用场景,需要通过飞行器拖曳功能性部件完成特定性任务,例如机载拖曳对潜通信天线等,在这些应用中,通过建立科学的模型和方法,准确地分析稳态、动态特性是保证拖曳体正常工作的前提条件。本文以对潜通信天线为例,建立考虑天线气动力、惯性力以及弹性力的多体动力学的机载天线动力学模型,并对该模型的稳态结果进行算例验证;对考虑载机非定常运动以及突风作用等扰动后的天线系统动态响应进行分析,并对天线断裂等极端情况进行评估。结果表明:本文所建立的模型在垂直度、天线张力等方面的分析结果较好,能够应用于航空拖曳体的稳态及动态特性分析,在对潜通信天线、加油管等系统的设计方面有一定的工程价值。

摘要：与基于梯度的优化方法相比,遗传算法因其极强的鲁棒性、随机搜索及优化结果全局性等特点在工程优化中得到越来越广泛的应用。为提高优化设计的效率,改进了传统的遗传算法,采用并行分层策略基因遗传算法开展了翼型多参量气动优化设计研究,包括翼型和多段翼型的基因编码、外形参数化,以及动网格技术。结果表明,并行分层策略在得到较优气动优化结果的同时,极大地缩短了优化时间,提高了计算效率,具有广阔的工程应用前景。

摘要：对高超声速飞行器机体/推进一体化设计方法按照机体外压缩波系和推进系统外压缩波系之间的相互关系进行了对比分类和论述,总结分析了其国内外研究现状、存在的主要问题及发展趋势。同时针对常规一体化设计方法存在抬头力矩过大、边界层吞入严重以及由于前体压缩波系与进气道外压缩波系之间的不利干扰等因素导致不同工况下升阻比、俯仰力矩等气动特性变化过于敏感等主要问题,重点阐述了一种能有效结合高升阻比乘波机体气动布局和高性能三维内乘波进气道设计特点、内外流分离设计的无/弱干涉新型一体化布局设计方法,为后续高超声速一体化研究提供参考。