大型飞机增升装置气动机构一体化设计技术进展

刘沛清 戴佳骅 夏 慧 张雅璇 栾博语 李庆辉

(北京航空航天大学，北京 100191)

0 引言

增升装置是飞机机翼上的部分活动舵面，其完整系统还包括相应的驱动机构，运动算法及各种附面层控制设备，常规客机的增升装置布置如图1所示。增升装置设计技术作为大型飞机设计关键技术之一，其重大突破将极大地提高新一代商用客机的综合性能，在世界范围内其设计也是一个很有挑战性的研究课题[1]。

图1 常规客机增升装置构成

0.1 增升装置作用与原理

A.M.O.Smith[2]分析了多段翼流动的空气动力学现象，总结出了几大作用，包括机翼面积的增加，弯度增加，新生边界层厚度较小以及缝隙效应等。一般而言后缘增升装置(襟翼等)主要作用为提升给定迎角下的升力系数，而前缘增升装置(缝翼等)能显著提升失速迎角，二者联合使用，保证了起飞与着陆时的升力系数和失速迎角同时增加[3-4]。

从经济性考虑，P.L.Garner等人[5]指出，以波音777为例，起飞升阻比增加1%，可以增加2 800 lb的有效载荷，而最大升力系数增加1.5%，可以增加载荷6 600 lb。同时起飞升力系数增加0.1，起飞迎角可以减小一度，相应的起落架长度缩短，可减轻约1 400 lb的重量。从安全性考虑，飞机起降阶段仅约占总飞行时间的6%，但据统计该阶段事故发生率却高达68.3%，起飞后3 min和着陆前7 min，也被称为“黑色十分钟”。主要原因还是起降阶段飞行速度慢、高度低，出现突发问题可供操作余地小，同时起降阶段迎角较大，更易发生失速等意外情况。增升装置可以提升飞机的低速性能，在一定程度上避免事故的发生。……