分布式推进翼身融合飞行器气动特性研究 被引量：5

1

作者 王科雷 周洲 张阳 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期18-24,共7页

基于下一代民用客机发展研究背景,针对某特种布局分布式推进翼身融合飞行器,采用数值仿真与风洞试验相结合的方法对其纵向气动特性及失速机理进行分析研究。介绍了该分布式推进翼身融合飞行器的气动构型及数值模型方法,针对当前翼身融... 基于下一代民用客机发展研究背景,针对某特种布局分布式推进翼身融合飞行器,采用数值仿真与风洞试验相结合的方法对其纵向气动特性及失速机理进行分析研究。介绍了该分布式推进翼身融合飞行器的气动构型及数值模型方法,针对当前翼身融合飞行器有无分布式动力影响下的纵向气动特性进行了对比分析,基于当前翼身融合飞行器无动力缩比模型风洞试验,在对数值模型方法进行校验的同时,结合流场显示结果对其大迎角失速发展过程中的流动机理进行分析研究。结果表明:当前分布式推进翼身融合体的分布式动力匣平台区域前缘展向流动是诱导失速发生的主要因素,但中部机身在大迎角下仍能够提供足够大的升力维持飞行,而分布式动力抽吸对于翼上流动具有较为明显的梳理作用,可以用于控制和改善翼身融合飞行器大迎角失速特性。 展开更多

关键词 分布式推进翼身融合飞行器 数值模拟 风洞试验 流场显示 流动机理

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翼身融合布局飞机分布式推进边界层吸入效应影响研究

2

作者 邱奥祥 桑为民 +3 位作者 张桐 安博 李栋 张彬乾 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2448-2467,共20页

翼身融合布局是指机翼和机身高度融合的全升力面飞机外形,在提升巡航效率和减排降噪等方面展现出明显的性能优势和发展潜力.采用雷诺平均Navier-Stokes方法结合基于叶素理论的体积力模型,针对翼身融合布局民机分布式推进边界层吸入(BLI... 翼身融合布局是指机翼和机身高度融合的全升力面飞机外形,在提升巡航效率和减排降噪等方面展现出明显的性能优势和发展潜力.采用雷诺平均Navier-Stokes方法结合基于叶素理论的体积力模型,针对翼身融合布局民机分布式推进边界层吸入(BLI)效应影响下的绕流流场进行了数值研究.首先,将翼身融合布局民机分布式BLI推进构型简化为涵道风扇-机翼段耦合构型,计算涵道风扇质量流率小于1、等于1以及大于1的3个工况,对比分析了滑移网格方法、冻结转子方法和基于叶素理论的体积力模型法的流场细节、计算精度以及计算效率.其次,建立分布式BLI推进-机翼耦合构型,对此构型不同转速下的绕流流场进行对比分析,探究并验证所建立的分布式BLI推进系统抑制分离的能力.最后,将分布式BLI推进安装于翼身融合布局飞机概念方案NPU-BWB-300机翼与机身的融合段,探究其对NPU-BWB-300绕流流场的影响.研究结果表明:滑移网格方法、冻结转子方法和基于叶素理论的体积力模型方法均可以较好地刻画涵道风扇边界层吸入效应的流场细节;所建立的分布式BLI推进系统具备抑制分离的能力,将其应用于NPU-BWB-300也可以取得较为明显地改善分离流场的效果. 展开更多

关键词 翼身融合布局 分布式推进 涵道风扇 边界层吸入效应 体积力模型

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翼身融合分布式动力飞行器气动性能探究

3

作者 尉子健 《内燃机与配件》 2019年第22期242-243,共2页

相比于陆运交通作为当前物流运输的主要方式,航空运输在未来是一个更加高效可行的方案。为降低航空运输成本,飞行器设计师们探究了多种大升阻比飞行器构型,认为“翼身融合式构型+分布式推进系统”是具有潜在优势的一种新型航空器构型。... 相比于陆运交通作为当前物流运输的主要方式,航空运输在未来是一个更加高效可行的方案。为降低航空运输成本,飞行器设计师们探究了多种大升阻比飞行器构型,认为“翼身融合式构型+分布式推进系统”是具有潜在优势的一种新型航空器构型。本研究通过总体气动性能计算,探究了一种翼身融合分布式动力飞行器的气动性能,认为将分布式动力装置布置于机身弦长靠后的位置,全机升阻比较高。同时通过流场分析,解释了产生该现象的原因。对未来翼身融合分布式动力飞行器设计提供了参考。 展开更多

关键词 翼身融合 分布式动力 高升阻比 物流

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分布式动力系统参数对翼身融合布局无人机气动特性的影响 被引量：11

4

作者 张阳 周洲 +1 位作者 王科雷 范中允 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期17-26,共10页

以耦合分布式动力系统的边界层吸入(BLI)翼身融合(BWB)布局无人机为研究对象,研究了动力系统参数对全机在巡航/起飞条件下的气动影响。使用动量源方法(MSM)对NASA涵道螺旋桨模型进行了数值计算,验证了文中数值计算方法的可靠性。采用结... 以耦合分布式动力系统的边界层吸入(BLI)翼身融合(BWB)布局无人机为研究对象,研究了动力系统参数对全机在巡航/起飞条件下的气动影响。使用动量源方法(MSM)对NASA涵道螺旋桨模型进行了数值计算,验证了文中数值计算方法的可靠性。采用结构网格及S-A湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的方法,对装配D80涵道风扇的全机构型在巡航状态下的气动特性进行了数值计算,验证了BWB布局飞行器在分布式动力系统影响下具有增升的气动效果,并与不同动力系统尺寸参数的构型进行了对比。研究了动力系统推力大小对起飞状态下全机的气动影响。研究表明,由于分布式动力系统的抽吸作用,有效提高了机身附近的流速,同时一定程度上抑制了气流的展向流动,使得全机的升力系数提高了16%,升阻比提高了10%;在同等推力的条件下,D80涵道风扇桨盘载荷更大,使得进出口静压较小,气流流速较大,相比于D150涵道风扇,全机升阻比提高了15%;起飞时增大动力系统推力可以降低机身上表面气流分离的可能性,具备提高起飞质量的能力。 展开更多

关键词 分布式动力 边界层吸入 翼身融合 涵道风扇 动量源方法 气动特性

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一种翼身融合体飞行器外形的RCS计算与实验 被引量：3

5

作者 万顺生 罗屹洁 周一帆 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期485-487,共3页

飞行器隐身技术是当代军事技术中的一项重大突破,低雷达散射截面(RCS)的飞行器外形是专业人员努力追寻的研究目标。本文采用Toplitz变换和混合迭代的算法,对新设计的一种鸭式布局翼身融合体飞行器外形进行了RCS计算,并在微波暗室内对模... 飞行器隐身技术是当代军事技术中的一项重大突破,低雷达散射截面(RCS)的飞行器外形是专业人员努力追寻的研究目标。本文采用Toplitz变换和混合迭代的算法,对新设计的一种鸭式布局翼身融合体飞行器外形进行了RCS计算,并在微波暗室内对模型进行了测试。实验结果与理论值基本吻合,误差在1dB之内,证明此算法行之有效,优化设计的翼身融合体飞行器具有良好的隐身性能。 展开更多

关键词 飞行器 翼身融合体 雷达散射截面 微波暗室

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分布式推进关键参数对BWB飞机气动特性影响 被引量：14

6

作者 闫万方 吴江浩 张艳来 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1055-1065,共11页

基于350座级分布式推进系统与翼身融合(BWB)耦合的飞机气动布局设计方案,采用数值计算流体动力学的方法研究了推进系统关键设计参数对飞机气动特性的影响.结果表明:巡航时,推进系统沿机身布置越靠前,质量流量率(MFR)对飞机的气动特性影... 基于350座级分布式推进系统与翼身融合(BWB)耦合的飞机气动布局设计方案,采用数值计算流体动力学的方法研究了推进系统关键设计参数对飞机气动特性的影响.结果表明:巡航时,推进系统沿机身布置越靠前,质量流量率(MFR)对飞机的气动特性影响越明显,增大MFR在一定范围内提高了飞机的气动效率;进气道入口位置后移可有效提高飞机巡航升阻比,但推进系统进气均匀性的恶化将不利于其有效运行,需权衡考虑;只有选择合适的进气道入口高度才可实现在保持较好的进气条件下提高飞机的气动效率.起飞时,增大MFR可有效提高飞机的起飞升力,与无分布式推进系统的飞机相比,升力最大能提高约20%. 展开更多

关键词 分布式推进 翼身融合(BWB) 耦合布局 计算流体力学 气动特性

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民机翼身融合布局发展分析与展望 被引量：1

7

作者 孙玉凯 王元元 +2 位作者 程文渊 王妙香 杨敏 《航空科学技术》 2023年第7期1-12,共12页

未来航空业对经济、环保的要求越来越高,翼身融合(BWB)布局因具有巡航效率高、飞行噪声低等优势成为未来民机的理想解决方案之一,并受到国内外广泛关注。本文简要梳理了国内外翼身融合布局技术的发展历程、主要进展,分析归纳了翼身融合... 未来航空业对经济、环保的要求越来越高,翼身融合(BWB)布局因具有巡航效率高、飞行噪声低等优势成为未来民机的理想解决方案之一,并受到国内外广泛关注。本文简要梳理了国内外翼身融合布局技术的发展历程、主要进展,分析归纳了翼身融合布局技术的优势和挑战,总结了主要关键技术,提出民机翼身融合布局设计需进一步收敛、市场和商业前景需细致评估的发展思路建议。 展开更多

关键词 翼身融合 亚声速客机 飞行器设计 气动外形 大型民机

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分布式涵道风扇对BWB无人机气动特性的影响研究 被引量：2

8

作者 梁良 钟伯文 +2 位作者 江善元 张嘉策 王高 《航空科学技术》 2023年第5期25-37,共13页

由于分布式推进翼身融合(BWB)无人机综合性能显著,是未来航空领域飞行器发展的趋势,因此分析分布式BWB布局无人机的气动特性对于进行分布式BWB布局设计有着重大的基础意义。本文运用计算流体力学(CFD)数值模拟计算,利用混合网格技术和k-... 由于分布式推进翼身融合(BWB)无人机综合性能显著,是未来航空领域飞行器发展的趋势,因此分析分布式BWB布局无人机的气动特性对于进行分布式BWB布局设计有着重大的基础意义。本文运用计算流体力学(CFD)数值模拟计算,利用混合网格技术和k-ωSST湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的方法,研究了有/无动力、涵道展向位置以及涵道间距等参数对全机在巡航状态下的气动影响。研究表明,在相同工况下,有分布式动力能够提升全机的气动特性,且外翼段是提供升力的主要方式;涵道风扇合理的间距能产生更好的诱导增升效果,表现为在小迎角下,全机升力系数随涵道间距的增加先增大而后几乎保持不变;在大迎角下,随着涵道间距的增加,全机升力系数逐渐提升,其最大增量为9.3%。以上对此类飞行器的研究分析对分布式推进BWB无人机气动布局设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 分布式动力 多参考系方法 涵道风扇 翼身融合 气动特性

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高超声速飞行器气动布局与操稳特性研究 被引量：6

9

作者 左林玄 尤明 《航空科学技术》 2020年第11期47-53,共7页

本文介绍了高超声速飞行器气动布局分类,对钟形体布局、升力体布局、乘波体布局、翼身融合布局进行了分析说明,总结了高超声速飞行器气动布局的发展方向。从稳定性和操纵性的维度对高超声速飞行器的操稳特性进行了分析,重点分析了在纵... 本文介绍了高超声速飞行器气动布局分类,对钟形体布局、升力体布局、乘波体布局、翼身融合布局进行了分析说明,总结了高超声速飞行器气动布局的发展方向。从稳定性和操纵性的维度对高超声速飞行器的操稳特性进行了分析,重点分析了在纵向静稳定性、航向静稳定性、副翼操纵效率、方向舵操纵效率等方面,高超声速飞行器区别于传统飞机的特点。基于高超声速飞行器的操稳特性,给出了高超声速飞行器可行的升降舵、副翼、方向舵的使用策略。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 气动布局 操稳特性 乘波体布局 翼身融合布局

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无人作战飞行器创新气动布局与气动力技术研究

10

《航空科学技术》 2012年第1期77-77,共1页

完成情况简介：通过CFD计算和风洞试验，探索了新的布局形式：1）翼身融合体无尾飞翼布局无人飞行器布局，该布局翼身高度融合，机翼中等后掠，采用背负蚌式进气道、二元尾喷口，具有高升力、低阻力、低雷达和红外可探测性等特点，能够... 完成情况简介：通过CFD计算和风洞试验，探索了新的布局形式：1）翼身融合体无尾飞翼布局无人飞行器布局，该布局翼身高度融合，机翼中等后掠，采用背负蚌式进气道、二元尾喷口，具有高升力、低阻力、低雷达和红外可探测性等特点，能够实现高效率巡航和隐身性能，适用于远程轰炸、纵深突防等作战任务； 展开更多

关键词 无人飞行器 气动力技术 气动布局 无人作战 创新 CFD计算 翼身融合体 风洞试验

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一种采用氦气球带飞的高速模型飞行试验方法探索 被引量：3

11

作者 邵元培 程焰青 +2 位作者 何开锋 余永刚 周宇 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期727-731,741,共6页

目前高亚声速以及超声速模型飞行试验存在的困难主要是动力系统难以提供足够推力和短周期自由振荡频率急剧升高等。本文以一典型战斗机为例作了剖析,从剖析结果来看,在高速模型飞行试验中,模型缩尺比例K是最关键的参数。在中国空气动力... 目前高亚声速以及超声速模型飞行试验存在的困难主要是动力系统难以提供足够推力和短周期自由振荡频率急剧升高等。本文以一典型战斗机为例作了剖析,从剖析结果来看,在高速模型飞行试验中,模型缩尺比例K是最关键的参数。在中国空气动力研究与发展中心设计的翼身融合飞行器C2基础上,探讨了一种新的高速模型飞行试验方法:采用氦气球带飞,自22km高度投放实现超声速飞行,最大飞行速度达到马赫数1.18,这种采用重力克服发动机能力不足的思路是值得深入研究的,按照这种思路,完成了马赫数0.85的6g过载的高能量机动仿真。 展开更多

关键词 典型战斗机 翼身融合飞行器 高速模型飞行试验

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考虑安全性的BWB民机飞行控制系统设计 被引量：1

12

作者 马立群 孙晓哲 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期804-814,共11页

翼身融合(BWB)飞行器满足未来民用航空经济、绿色、低碳的运行需求,是重要的发展方向。针对BWB飞行器的飞行控制系统,对其安全性与系统设计进行了研究。给出基于系统理论的事故模型及过程,与相应的安全性分析,重点对BWB飞行器飞行控制... 翼身融合(BWB)飞行器满足未来民用航空经济、绿色、低碳的运行需求,是重要的发展方向。针对BWB飞行器的飞行控制系统,对其安全性与系统设计进行了研究。给出基于系统理论的事故模型及过程,与相应的安全性分析,重点对BWB飞行器飞行控制系统内的复杂逻辑关系、不安全控制动作、危害致因进行分析;进行切换系统设计,给出低可靠先进系统和高可靠备用系统的设计过程,并分析切换逻辑;基于设计进行仿真验证。研究结果表明:系统理论过程分析方法能够支持BWB飞行器飞行控制系统复杂逻辑关系的安全隐患分析,同时所设计的飞行控制系统具有一定的安全性与实用性。 展开更多

关键词 翼身融合飞行器 飞行控制 STPA安全性分析 建模与仿真 运行时间监控/切换

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未来大型客机发展方向及关键设计技术研究 被引量：3

13

作者 雷国东 徐悦 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第14期26-37,共12页

未来大型客机将会朝着新能源化、低能耗化及超声速化方向发展,并涉及这3个方向的综合应用。大型客机新能源化主要是指绿色低碳能源的应用,包括常温液态可持续航空燃料(Sustainable aviation fuels,SAF)、低温液氢或液化甲烷燃料等。大... 未来大型客机将会朝着新能源化、低能耗化及超声速化方向发展,并涉及这3个方向的综合应用。大型客机新能源化主要是指绿色低碳能源的应用,包括常温液态可持续航空燃料(Sustainable aviation fuels,SAF)、低温液氢或液化甲烷燃料等。大型客机低能耗化发展包括节能气动布局与节能推进技术以及两者的综合应用,节能气动布局包括大展弦比布局与翼身融合布局等;节能推进技术包括超大涵道比加齿轮传动涡扇推进与低噪声桨扇推进技术等;布局与推进综合应用包括边界层吸入式推进、分布式推进等。超声速化大型客机主要包括各种马赫2~3量级的低阻低声爆的大型超声速客机及未来水平起降大型高超声速客机,声爆抑制、解决大型客机布局与推进的高低速设计矛盾等成为关键设计技术。大型客机的新能源化与低能耗化趋势是基于全球石油能源危机与全球变暖及导致的极端气候应对措施“绿色低碳”倡议与行动而得出,需要分别从改变能源的“类型”与“数量”方向降低化石碳排放;而超声速化趋势是基于人类对高速交通工具的迫切需求以及地面轨道交通工具高速化对航空制造业和航空运营企业带来的竞争压力,以及跨洲跨洋高速交通需求等问题而归纳的。本文通过对大型客机的替代能源、低能耗设计、超声速化的发展趋势和关键技术进行阐述,为未来民用航空的发展提供新的思路。 展开更多

关键词 绿色低碳 可持续航空燃料(SAF) 翼身融合(BWB) 桨扇推进 边界层吸入式推进(BLI) 声爆抑制

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