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翼身融合体飞机的外形设计与气动改进

作　者: 高峰
导　师: 刘学强
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 流体力学
关键词: 翼身融合体飞翼总体设计结构网格 N-S方程
分类号: V221
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来,民用航空市场对飞机的经济性要求越来越高,为了更多的载客,要求飞机的性能更先进。于是各大航空公司与研究所提出了翼身融合体布局飞机(又称作飞翼飞机),由于空气动力学和飞控技术的发展成熟,翼身融合体布局原先存在的稳定性与操纵性难题得到了可靠的解决方案,加上其本身具有结构重量轻,气动效率高,隐身特性好等特点,使其成为下一代新型气动布局飞机的首选方案。本文在分析了大量国内外针对翼身融合体飞机的气动布局的研究成果的基础上,将翼身融合体布局应用到大型民用运输机的设计中。在设计巡航马赫数下,设计了一架起飞总重为200吨级的,具有较强应用价值的高亚音速翼身融合体飞机气动外形。本文的设计流程为:(1)依照飞机总体设计的设计准则,确定飞机的起飞重量、推重比等重要参数。(2)根据飞机气动设计的方法确定翼身融合体飞机的初始外形,并通过三维建模软件生成初始的几何模型,将其导入Gridgen软件生成气动力计算所需的三维结构网格,再通过求解N-S方程的方法计算出绕飞机的流场,从而得到飞机的表面压强分布,以及最大升阻比等参数。(3)通过对初始设计外形的后掠角和翼尖小翼的修改,增大其升阻比。本文所得最终设计方案的最大升阻比为17.8。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章绪论  11-17
  1.1 翼身融合体飞机的研究背景  11-12
  1.2 翼身融合体飞机的研究历史  12-13
  1.3 翼身融合体飞机的目前研究现状  13-16
  1.4 本文主要工作  16
  1.5 本文的内容安排  16-17
第二章气动布局设计  17-24
  2.1 气动布局的发展历史  17
  2.2 翼身融合体气动布局自身的特点  17-18
  2.3 翼身融合体气动布局设计  18-19
  2.4 机翼的气动设计  19-22
  2.5 翼身融合体飞机初始外形及建模  22-24
第三章总体布局的初步设计  24-31
  3.1 基本设计思路及指标  24
  3.2 总体参数的确定  24-31
    3.21 起飞重量的确定  24-28
    3.22 推重比和翼载荷的确定  28-31
第四章三维N—S 方程数值求解方法  31-46
  4.1 网格生成  31-33
  4.2 N-S 数值离散方法  33-46
第五章初始外形计算结果的气动特性分析  46-51
  5.1 计算结果  46-50
  5.2 小结  50-51
第六章外形改进设计与气动特性分析  51-61
  6.1 外形改进  51-52
  6.2 改进后外形的计算结果与气动特性分析  52-57
  6.3 非设计巡航马赫数下的气动计算结果及分析  57-59
  6.4 改进外形与初始外形特性比较  59-60
  6.5 小结  60-61
第七章总结  61-63
  7.1 主要完成的工作  61
  7.2 研究展望  61-63
参考文献  63-65
致谢  65-66
在学期间的研究成果及发表的学术论文  66

翼身融合体飞机的外形设计与气动改进

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