高空长航时飞行器机翼跨声速气动优化设计

李隆, 许瑛, 孙淼, 黄璜

(南昌航空大学 飞行器工程学院, 江西 南昌 330063)



高空长航时飞行器机翼跨声速气动优化设计

李隆, 许瑛, 孙淼, 黄璜

(南昌航空大学 飞行器工程学院, 江西 南昌 330063)

高空长航时飞行器应具有升阻比高和俯仰力矩小的气动特性。基于遗传算法的随机性和隐含并行性,结合适用于多目标处理的Pareto方法,在低雷诺数和跨声速条件下,展开了高空长航时飞行器机翼外形的多目标、多设计点的数值优化设计。仿真计算结果表明,所设计的机翼具有较高的升阻比和较低的俯仰力矩,同时在设计马赫数附近升阻比的变化比较平稳,具有良好的综合气动性能。

高空长航时; 机翼; 优化设计; 遗传算法

0　引言

高空长航时飞行器具有优异的巡航经济性,在军用和民用领域都有很好的应用前景。近年来随着无人机技术的发展成熟,高空长航时无人机凭借其强大的侦察和监视能力,已成为各国武器装备发展的焦点之一[1-2]。

为了追求高续航能力,飞行器的主升力面一般选用正弯度翼型,在提高升阻比的同时往往带来较大的低头力矩。在配平较大的低头力矩时需要较大的舵面偏角,进而导致配平阻力的增加,反过来又降低了气动效率。在高空长航时飞行器的气动设计中,以上矛盾变得更加突出。为此,在高空长航时飞行器的气动设计中应着重考虑在满足高升阻比的条件下改善纵向力矩特性。同时,在较宽的设计范围内,升阻比的变化还应比较平缓。……