适用于中程民机的前掠自然层流机翼设计

摘要

层流减阻技术是未来最具潜力和效果最显著的民机减阻技术之一.但是,对于中程民机而言,由于其在高亚声速和高雷诺数下飞行,为了在后掠机翼上维持大范围的自然层流,避免CF(横流)不稳定扰动波导致的层流提前转捩,其机翼前缘后掠角一般小于20°,导致巡航马赫数一般无法超过0.75.而机翼前掠可以有效地克服该缺陷,更有利于在维持大范围自然层流的同时提高巡航马赫数.借助耦合eNe转捩预测的RANS方程流动求解器,开展了适用于高亚声速中程民机的前掠自然层流机翼的初步设计研究,并使用基于代理模型的高效全局优化方法进一步开展了机翼优化设计研究.结果表明,在马赫数0.79时优化机翼上下表面均能维持50～60％的自然层流,且激波强度较小.