[发明专利]基于主动流动控制技术提高水陆两栖飞机抗浪性能的方法

说明书

本发明提供了一种基于主动流动控制技术提高水陆两栖飞机抗浪性能的方法，其飞机的基础机械增升装置采用前缘缝翼、主机翼以及后缘襟翼的形式，在后缘襟翼铰链处布置吹气孔，通过管道系统引导发动机的高压气流吹到襟翼表面，形成内吹式襟翼；类似的，在尾翼舵面的铰链处布置吹气孔，尾翼内部布置的小型发动机产生高压气流，再通过管道引导其吹向舵面。本发明通过主动流动控制技术，更高效的实现增升以及尾翼和舵面效益，最大化地提高两栖飞机起降阶段的升力系数，通过减小起降速度、起降滑跑距离以及保证稳定的操纵性的方式提高两栖飞机抗浪性。

技术领域

本发明涉及固定翼飞机短距起降技术领域，具体是一种基于主动流动控制技术提高水陆两栖飞机抗浪性能的方法。

背景技术

水陆两栖飞机是一种能适应在水上着陆、起飞和操作的装备有浮子或船体的飞机。两栖飞机由于在海上救援、森林灭火、运输等民用方面，以及其在军事上可以承担海上侦察、反潜、轰炸等独特的战略地位，受到国内外航空界的广泛关注，其中，典型的中大型两栖飞机有俄罗斯的Be-200和日本的US-2等，以及我国近期成功完成试飞的AG-600。

但是在高海况下两栖飞机适应性较差，船体在风浪中易出现剧烈的横摇、纵摇现象，对机体冲击载荷以及水上起降影响较大。于是，如何提高两栖飞机的抗浪性亟待解决。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于主动流动控制技术提高水陆两栖飞机抗浪性能的方法，设计更高效的增升装置以及尾翼和舵面效益，最大化地提高两栖飞机起降阶段的升力系数，通过减小起降速度、起降滑跑距离以及保证稳定的操纵性的方式提高两栖飞机抗浪性。

本发明提供了一种基于主动流动控制技术提高水陆两栖飞机抗浪性能的方法，飞机的基础机械增升装置采用前缘缝翼、主机翼以及后缘襟翼的形式，在基础机械增升装置和尾翼舵面分别使用主动流动控制技术引导气流吹向其表面，通过控制吹气动量系数来调整从吹气孔吹出的高压气流速度，以提高飞机抗浪性能。

在机械增升装置基础上，将主动流动控制技术应用于增升装置，通过内吹式襟翼来提高增升装置的收益，进一步提高增升装置带来的升力增量，于是两栖飞机起降阶段能够获得更大的升力系数，于是起降速度以及水面滑跑距离能够有效降低，从而提高两栖飞机的抗浪性。同时，较小的起降速度，以及因此引起的较小的动压而导致尾翼及舵面效益的减小，可能会带来两栖飞机低速起降时的操控效率不足的问题。而在高海况条件下，风浪极其恶劣，气流扰动强烈，低速起降，常规尾翼较难提供足以抵御风暴产生的扰动力矩。于是，本发明对尾翼舵面也采用了主动流动控制技术，以提高低速起降状态下尾翼以及舵面的效益，从而提高操纵稳定性，增强两栖飞机适应高海况的能力。

进一步改进，所述的基础机械增升装置中的主动流动控制技术为在后缘襟翼铰链处沿展向布置若干吹气孔，通过管道系统引导发动机的高压气流吹到襟翼表面，形成内吹式襟翼，通过增加襟翼或舵面表面气流的动量，消除表面的流动分离，增加升力系数和舵面效益。所述的吹气孔布置在距襟翼前缘5％～10％弦长的位置，以最大化高速喷流与喷缝射流相互作用，增大边界层能量，更好的推延后缘气流分离。

所述的基础增升装置的前缘缝翼相对弦长为0.1～0.18，最大偏转角为30°～40°；所述后缘襟翼相对弦长为0.3～0.4，最大偏转角为40°～60°。

进一步改进，所述的尾翼舵面中的主动流动控制技术为在尾翼舵面的铰链处沿展向布置若干吹气孔，尾翼内部布置的小型发动机产生高压气流，再通过管道引导其吹向舵面。

进一步改进，相邻的两个吹气孔之间设置有隔片，当所述隔片宽度小于某一临界值时，襟翼面的气流保持附着在在襟翼面上，当隔片宽度大于该临界值后，在隔片后面将出现楔形分离区，并且升力系数以及舵面侧力系数明显下降。因此，喷气孔和隔片的长度比为4/3～3/2，此时主动流动控制带来的增升效率和舵面效益较为高效，升力系数和侧力系数增加明显，且阻力代价较小。