[发明专利]一种高升力翼型的结冰风洞试验混合模型及其设计方法

说明书

本发明属于飞机失速警告器除防冰系统的冰风洞试验模型设计技术，具体涉及一种高升力翼型的结冰风洞试验混合模型及其设计方法。本发明以真实飞机机翼前缘的失速告警器为中心，沿机翼展向截取的一段1:1原机翼段，机翼段剖面为带后加载的高升力翼型，然后对该机翼段进行外形重构，在保证前缘15～25％弦线范围内形状、尺寸与原机翼翼型一致的情况下，将弦长缩短为原模型弦长的45～60％，并优化混合翼型中、后段外形，使得前缘10％弦线范围内压力分布与原机翼相应部位的压力分布基本一致，且整个模型压力分布无突变，相对于现有技术具有较大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于飞机失速警告器除防冰系统的冰风洞试验模型设计技术，具体涉及一种适用于飞机失速警告器除防冰系统的冰风洞试验中的结冰风洞混合模型。

背景技术

民用飞机为防止在飞行中不慎进入失速状态，一般均安装有失速警告装置。适用于CCAR23部适航规章的通用飞机通常采用风标式失速警告传感器作为失速警告装置，由于此类传感器需要安装在机翼前缘，很容易受到外界气象条件的影响，如结冰气象。因此民用飞机的失速警告装置一般采用电加热措施使其具有防冰功能，按照适航规章要求，这种失速警告传感器在部适航规章规定的自然大气结冰环境下应能正常工作。

失速警告装置的防冰加热能力设计必须要适当，应刚好满足适航规章结冰环境下的防冰要求。如果失速警告装置的防冰加热功率设计过高，当飞机在地面停机状态下误打开防冰加热开关时，可能会直接烧毁失速警告装置或严重降低其使用寿命。为验证失速警告装置在适航规章结冰环境下的防冰能力，一般采用地面结冰风洞试验检查失速警告装置的防冰能力。模型设计要求如下：

1)失速警告装置结冰风洞试验模型设计至少应该包括失速警告装置全套成品件本身、及以失速警告装置在机翼前缘的安装位置为中心截取的展向机翼段，即试验模型应是1:1的全尺寸模型；

2)结冰风洞试验的阻塞度限制一般不能超过10％，为满足阻塞度限制要求，试验模型几何尺寸受冰风洞试验段尺寸限制，其尺寸通常需要缩小；

3)为保证在相同结冰条件下试验模型机翼前缘的结冰特性与原1:1全尺寸模型机翼前缘的结冰特性相一致，需使混合模型机翼前缘的当地流场特性与原1:1全尺寸模型机翼前缘的流场特性保持一致。

经专利检查和查新，综合发明目的和内容，未查到与本发明类似的现有技术，涉及冰风洞试验和混合模型设计的现有技术主要如下：

(1)一种用于飞机机翼除防冰系统冰风洞试验的翼型试验件

专利号：CN 201210493265.0，申请人：中国商用飞机有限责任公司等

对比分析：该发明的目的在于提供一种用于机翼除防冰系统冰风洞试验的翼型试验件，通过该翼型试验件，设计人员可容易进行用于机翼防冰系统冰风洞试验，而且翼型试验件的生产制造简单，未对翼型气动外形进行改变设计。

(2)用于燃气涡轮发动机的混合模型

专利号：US13429474，申请人：Sergey Mironets等

对于分析：该发明中，混合模型是指在翼型前缘、中段、后段的使用不同材料，但也未改变原翼型外形。

(3)混合翼型风叶

专利号：CN201030602862.9，申请人：傅彩明

对于分析：该发明中，在叶片展向方向分布不多的翼型，适用于小型风力发电机的升力系数和升阻比均低于传统风叶翼型的混合翼型，无法应用于失速告警器的防结冰风洞试验。

发明内容

本发明的目的是：