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欧洲大力推进流动控制技术研究

发布日期:2017-02-06  来源:航空工业信息网我要投稿我要评论

美国《航空周刊》网站2015年12月14日刊文称,实现对飞机机翼和尾翼的精确流动控制,特别是对飞机阻力增加非常敏感的流动分离区的控制能够带来降低油耗、减排和降噪方面的巨大收益。欧洲在第七框架下正在开展的“应用于下一代机翼的主动载荷和噪声控制技术(AFLONEXT)”项目就聚焦于提高一系列减阻、降噪等流动控制技术的成熟度。

AFLONEXT项目的主要研究内容包括降低巡航阻力的混合层流控制、增加起降性能的主动流动控制以及大涵道比发动机与机翼的集成、被动降噪控制和振动减轻等。项目研究周期4年(2013年6月-2017年5月),经费3700万欧元。共有来自15个国家的40个合作伙伴参加了研究工作,牵头单位为空客公司。该项目现在已经进入第三年,将要开展演示验证样件的制造工作。

AFLONEXT项目旨在提高现有的、有前景的流动控制技术的成熟度,以便在洁净天空2计划(欧盟40亿欧元的公私合作技术研发计划)中实现这些单项技术在大尺寸验证平台上的集成验证。AFLONEXT项目下也要开展单项技术的演示验证,包括2016年在DLR的空客A320试验机上进行起落架和襟翼的被动降噪技术飞行验证,2017年在A320上进行混合层流控制垂尾的验证。

混合层流减阻控制通过前缘开孔吸除低能附面层、延迟转捩。空客AFLONEXT项目负责人马丁·瓦利希表示:“A320的混合层流控制垂尾飞行试验将在2017年第二季度进行,2016年将开始相关样件制造。”瓦利希还表示:“CFD计算表明,如果在机翼和垂尾上同时使用混合层流控制技术,预计可在飞机层面带来9%的油耗减少,但这还需要飞行试验的验证。”除飞行验证外,AFLONEXT项目将对机翼前缘应用混合层流控制进行地面验证。研究人员将在2.5米长的外侧机翼段的前缘集成吸气系统、防冰系统和屏蔽昆虫污染的克鲁格襟翼系统。瓦利希表示:“这仅是一个地面演示,对机翼前缘层流控制进行初步的集成,该技术在洁净天空2中将进一步发展。”

空客于1998年在一架A320上进行了混合层流控制垂尾飞行试验,“但那只是一个初级系统,内部有许多管路,没有进行集成设计”,瓦利希表示,“AFLONEXT项目中的混合层流控制系统更加成熟,介于试验和生产之间的状态,我们的目标是把该系统最终集成到飞机上。”瓦利希还表示,AFLONEXT项目中的混合层流控制系统并不打算作为现有机型翻新的配置,“A320只是一个开发中的验证工具,并不是目标飞机。该系统更加适合于中远程飞机。”

AFLONEXT项目中的主动流动控制研究主要针对三个机体局部,分别是外侧机翼、发动机挂架和机翼结合部、机翼后缘。

对于外侧机翼,主动流动控制能够实现更激进的减阻翼梢设计,预计降低油耗可达2%。对传统高升力系统来说,展开的前缘缝翼外侧边缘处的流动分离影响了翼梢的流动,同时降低了增升效果。缝翼外侧的吹气技术可以改变分离的位置消除影响。

前缘缝翼外侧边缘的吹气可以优化翼梢设计提高增升效果

对于发动机挂架和机翼结合部,随着发动机涵道比的增加,风扇的尺寸不断加大,发动机和飞机的集成变得愈发困难,如果不增加机翼离地高度的话,发动机就要和机翼更近,造成发动机和机翼之间的干扰更大。为了集成更大的发动机,机翼前缘缝翼要为挂架留出更大的空间,影响了高升力特性。这项研究内容就是在局部应用主动流动控制技术阻止流动分离提高机翼高升力性能。无人机

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201702/06/22646.html
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