面向飞翼布局飞行器性能提升的主动流动控制技术研究

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飞翼布局飞行器由于取消了平尾、垂尾、鸭翼等安定面,因而具有优良的气动效率和隐身性能。但在大迎角飞行时极易发生流动分离,极大地威胁到飞行安全。主动流动控制是通过在流场中施加适当的扰动使得流动与输入的扰动相耦合使得流场结构发生改变。此次研究的目的就是通过主动流动控制的方式改善飞翼布局飞行器的流场特性,进而改善其飞行性能,将对飞翼布局飞行器的流动控制具有指导意义。
  以飞翼布局飞行器为研究对象,采用NS-DBD的主动流动控制技术,以数值模拟为手段,研究在低速与亚声速条件下对飞行器性能的影响;并通过参数的变化,研究亚声速条件下对控制效果影响最大的参数。结果表明:纳秒脉冲介质阻挡放电对低速条件下的飞翼布局飞行器有较好的控制效果,可实现增升减阻;对机翼的前缘涡的控制是对飞翼布局飞行器进行流动控制的重要手段;在机翼前缘施加激励后,激励产生的波有效抑制了前缘的涡破碎,产生了较好的控制效果,最大增升效果可达16.5%。
  亚声速条件下激励参数的选取相比低速条件需要大幅增大。放电频率对控制效果有较大影响,可有效提高控制效果;能量密度的提升改变了激励周期内升力系数峰值出现的时刻,但是对控制效果无明显影响;增大脉宽后同样对控制效果基本无影响。亚声速条件下,对流场特性有一定的控制效果。
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