[发明专利]一种双翼布局限时载运空投飞机的优化方法

说明书

本发明为一种双翼布局限时载运空投飞机的优化方法，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；步骤二、确定上下翼的展长与气动弦长；步骤三、确定机翼相对位置的选择及CFD数值计算验证；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；步骤六、全机模型的CFD数值计算；步骤七、机翼设计的优化；本发明达到使用需求，解决机翼承受扭矩过大的问题，提高了飞机纵向稳定性。

技术领域

本发明涉及航空器限时载运空投技术领域，具体是一种双翼布局限时载运空投飞机的优化方法。

背景技术

目前，航空器载运空投被广泛应用在民用航空和军用航空两个航空领域。民用航空主要应用在规定时间内向灾区或者贫困地带进行生活物资等投运；军用航空主要应用在规定时间内向战场、国防边境、演习地带投放武器、弹药及军用物资。随着人们对资源和能源的要求，航空器载运空投对于现在的生活起到了更为便捷的作用。

如今的社会，国防和民生对于一个国家来说是尤为重要的。国防作为一个国家人民安全的基础，是不可或缺的一环，而随着科技的进步，武器杀伤力大幅度增加的同时也带来了更大的重量。民生对于一个国家来说是治国兴邦的根本要素，一处受害万处增援。对于我国作为一个人口大国来说，救援物资数量更是一个很大的基数。

在航空器对物资进行载运空投控制的时候，如何在规定时间用较少的燃油进行远程输送、机翼在大载重飞行中出现的扭转过大、产生气动耦合并进一步进行整体优化一系列问题是本领域技术人员需要解决的问题，也是本发明所要研究解决的技术问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种双翼布局限时载运空投飞机的优化方法，有效的解决了机翼在大载重飞机中出现的扭矩过大的问题。

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Sm²，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 m²，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(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(velocity-inlet)边界条件，翼型所有表面设定为非滑(Wall)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；