基于合成射流控制的自由翼气动特性研究

摘要

相比于固定翼，自由翼是一种较新颖的翼身连接方式。自由翼通过一根沿展向的转轴和机身连接，自由翼可以绕转轴自由转动。自由翼作为一种新型的特殊机翼，具有广泛的应用前景。自由翼可以像风向标一样随来流改变迎角，具有抗突风、抗失速的特性，同时自由翼飞行器可以实现短距起降。
　　应用边界层探针技术和粒子图像测速技术，对斜出口合成射流激励器出口流场特性进行了实验研究；将斜出口合成射流技术应用于低雷诺数自由翼的分离流控制，通过可视化机翼表面压力测试技术和粒子图像测速技术的同步测量，探究了合成射流控制手段对自由翼平衡迎角的提升效果及合成射流作用后自由翼迎角突跃的物理机制。
　　实验结果表明：在低雷诺数来流条件下（Re=1.24×105），由于自由翼上翼面存在流动分离，自由翼的最大平衡迎角仅为5°。斜出口合成射流技术的横向动量运输特性，能够有效地抑制流动分离，将自由翼的最大平衡迎角提升到16.8°。合成射流直接增加了边界层能量，促使分离剪切层再附，层流分离泡结构稳定。原本处于分离尾迹区内的操纵舵面在流动再附后舵效恢复，产生抬头力矩，提升自由翼的最大平衡迎角。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2自由翼研究现状

1.3主动流动控制技术

1.4本文研究内容

第二章 模型、试验设备和技术

2.1试验模型

2.2试验设备

2.3试验技术

第三章 斜出口合成射流出口流场特性研究

3.1引言

3.2斜出口合成射流速度特性

3.3斜出口合成射流出口流场边界层

3.4斜出口射流瞬态流场特性

3.5斜出口射流时均流场特性

3.6本章小结

第四章 自由翼静态气动特性及控制

4.1引言

4.2自由翼静态气动特性

4.3斜出口合成射流控制参数

4.4斜出口合成射流控制结果

4.5本章小结

第五章 失速自由翼合成射流控制

5.1引言

5.2失速自由翼分离流控制

5.3自由翼受控运动流场结构分析

5.4受控运动分析

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文