考虑放宽静稳定度的民用客机气动优化设计

李立， 白俊强,*， 郭同彪， 陈颂

1.西北工业大学 航空学院， 西安 710072 2.湖北航天飞行器研究所， 武汉 430040

考虑放宽静稳定度的民用客机气动优化设计

李立1， 白俊强1,*， 郭同彪1， 陈颂2

1.西北工业大学 航空学院， 西安 710072 2.湖北航天飞行器研究所， 武汉 430040

为了更加有效地减小民用客机考虑配平约束后的阻力，针对典型跨声速民用客机机翼-机身-平尾构型研究了不同静稳定度下的气动优化设计，并总结出在民用客机的减阻设计中考虑放宽静稳定度具有较大的减阻潜力。通过自由型面变形(FFD)技术对全机外形进行参数化，实现机翼型面的变形，进行气动优化设计并改变平尾的偏转保证全机能够力矩配平。采用基于雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方程的离散伴随方法求解目标函数对设计变量的梯度，然后基于序列二次规划算法进行基于梯度的气动优化设计。基于CRM(Common Research Model)构型，针对不同参考重心位置进行了考虑配平约束的减阻优化设计研究，验证了优化设计系统的有效性，算例结果表明，随着重心位置后移即放宽静稳定度，优化构型配平阻力减小，外翼段前缘吸力峰值明显降低且双激波的强度得到有效减弱，此外机翼的升力系数分布更加贴合最佳升力系数分布。

放宽静稳定度； 离散伴随； 气动优化设计； 配平阻力； 升力系数分布

提升飞机飞行性能并有效降低油耗是目前民用飞机设计研究的重要课题，而减小全机阻力是完成这些任务的最有效手段之一。具体来说，降低全机阻力可以从以下两个方面考虑[1]。……