[发明专利]一种双翼布局限时载运空投飞机的优化方法

权利要求书

1.一种双翼布局限时载运空投飞机的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据动力、重量、升力系数计算机翼有关数据；

设定全机起飞重量为mkg，平飞速度为vm/s,根据计算公式F_升＝G＝mg计算平飞时升力，由升力系数公式F_升＝1/2ρC_LS V²,其中大气密度为ρkg/m³，升力系数为C_L，机翼面积S㎡，飞机平飞速度为vm/s，根据伯努利公式C_LS＝2F/(ρV²)，其中C_L为升力系数其与机翼面积的乘积为K，取误差冗余系数为1.1，所得升力系数与机翼面积的乘积按照1.1K计算；

步骤二、确定上下翼的展长与气动弦长；

选择翼型mh115，根据以往飞机设计经验选取翼型并查找相关mh115翼型数据，在α°迎角下升力系数为C_y，所以根据以上数据对应机翼面积为S_w㎡，取上翼展长为b_上m，下翼展长为b_下m，为减小诱导阻力根梢比λ，上翼平均气动弦长为C_A上.下翼平均气动弦长为C_A下m；

步骤三、确定机翼相对位置的选择及CFD数值计算验证；

取翼根截面建立二维模型，又设计准则模型距计算域边界的距离为其特征长度的20倍，在壁面边界层区域生成5层边界层网格，网格Y plus值＝10，为保证计算精度并考虑计算时间，使用ICEM CFD前处理软件生成5.5万左右网格单元进行6种组合下的流场特性数值计算，使用Fluent软件基于压力进行求解，使用K-o SST湍流模型，计算域所有边界均为速度入边界条件，翼型所有表面设定为非滑边界，以残差曲线收敛在e-04以内；升力系数、阻力系数波动在e-04以内认为计算收敛；

步骤四、验证结果是否符合；如果结果符合则继续下一步，如果结果不符合则回到步骤三；

步骤五、压力分布曲线及升阻特性的对比；

由于结构条件限制，下翼纵向安装位置只能无偏移或者向后偏移300mm，通过Fluent软件进行压力分布曲线数据图像对比发现，纵向向后偏移300mm更优，随着竖向距离的减少，上翼升力系数先减小后增加，下翼升力系数快速减小，所以选用性能最优的纵向距离300mm竖向距离300mm的相对位置；

步骤六、全机模型的CFD数值计算；

建立简化的全机三维模型，模型距计算域边界的距离为其特征长度的20倍，即700m；使用ICEM CFD前处理软件生成300万左右网格单元，在壁面边界层区域生成5层边界层网格软件生成得出不同角度下升力与阻力的值；

步骤七、机翼设计的优化；

上翼迎角与下翼迎角差值设计为3°，增加机翼产生的升力，后机身使用型材降低了工艺难度，减小了摩擦阻力，并使全动尾翼机构更加轻便可靠；整流罩选用卡文曲线进行双曲度整流；对翼根进行合理整流；加宽水仓，增加横向稳定性。