飛機翼梢小翼設(shè)計

前言

現(xiàn)代飛機設(shè)計是集高科技、多學(xué)科、高度綜合性的精細優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，在其布局設(shè)計中不斷出現(xiàn)各種技術(shù)創(chuàng)新。它涉及最先進的氣動力技術(shù)、先進結(jié)構(gòu)材料技術(shù)、先進的動力裝置技術(shù)、大規(guī)模電子綜合集成技術(shù)、隱身技術(shù)，甚至專業(yè)性很強的防冰、防雷電技術(shù)、顫振技術(shù)及各系統(tǒng)間的適配技術(shù)等。商用大型客、貨運飛機還要有良好的安全性、經(jīng)濟性、舒適性和長使用壽命等嚴(yán)酷的技術(shù)要求和適航要求，使其有明顯的高科技特性。高技術(shù)也就意味著強烈的競爭和產(chǎn)權(quán)保護。機翼的氣動力設(shè)計乃是飛機布局設(shè)計中最關(guān)鍵的技術(shù)之一?，F(xiàn)代大型中、遠程客、貨運飛機具有高氣動效率、復(fù)雜外形的超臨界機翼，設(shè)計時除了本身各個參數(shù)外，把動力裝置的類型和安裝特性、機翼一機身及起落架的整流、翼梢小翼的融合、各控制面在高低速時的不同特性及受載時的變形影響等綜合分析、精細優(yōu)化設(shè)計，以得到滿意效果，達到多個目標(biāo)的要求。近年來像融合式翼梢小翼等的出現(xiàn)就是一個很好的精細設(shè)計的范例。它有效降低了阻力、提高了升力，從而增加了飛機的航程（例如波音737—800飛機增加航程240—350km）或有效裝載，降低了直接使用成本。而對大型客、貨運飛機而言，其效果就更加可觀了。它具有十分重要的使用經(jīng)濟效益。當(dāng)然，不同構(gòu)型的飛機必須具有與之相匹配的翼梢小翼?！讹w機翼梢小翼設(shè)計》一書，從理論角度出發(fā)，對翼梢小翼的減阻機理進行了論述，詳細分析了參數(shù)設(shè)計的影響，提供了參數(shù)的優(yōu)化方法。書中還列出國外許多飛機翼梢小翼的參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式、所采用的材料等。這些寶貴的資料對飛機工程設(shè)計具有較大的參考價值。本書作者在我院長期從事飛機氣動布局設(shè)計，特別對翼梢小翼進行過十多年的專題研究，從設(shè)計分析到風(fēng)洞試驗，閱讀了大量的有關(guān)翼梢小翼文獻、資料，在豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗基礎(chǔ)上，撰寫了《飛機翼梢小翼設(shè)計》一書。這是一本很好的飛機工程設(shè)計應(yīng)用的指導(dǎo)性參考書，也可供教育和部隊人員參考。

內(nèi)容概要

本書全面介紹了飛機翼梢小翼設(shè)計，其內(nèi)容包括：三元機翼的誘導(dǎo)阻力；翼梢小翼的空氣動力學(xué)原理；翼梢小翼的形狀及其布局；一種計算機翼加裝翼梢小翼空氣動力特性的數(shù)值方法；端板、翼尖延伸和翼梢小翼的比較；翼梢小翼在各種飛機上的應(yīng)用；翼梢帆片設(shè)計，以及飛機加裝翼梢小翼、渦擴散器和帆片的實例。    本書可作為飛機設(shè)計和研究人員，以及航空院校師生的參考書，對空軍、海航、陸航和民航有關(guān)人員也很有參考價值。

書籍目錄

第一章 三元機翼的誘導(dǎo)阻力  第一節(jié) 誘導(dǎo)阻力的定義  第二節(jié) 誘導(dǎo)阻力公式第二章 翼梢小翼的空氣動力學(xué)原理  第一節(jié) 翼梢小翼減小誘導(dǎo)阻力的機理  第二節(jié) 翼梢小翼的作用第三章 翼梢小翼的形狀及其布局  第一節(jié) 翼梢小翼設(shè)計應(yīng)遵循的原則  第二節(jié) 設(shè)計翼梢小翼所采用的方法  第三節(jié) 翼梢小翼參數(shù)的選擇原則  第四節(jié) 翼梢小翼的布局第四章 一種計算機翼加裝翼梢小翼空氣動力特性的數(shù)值方法  第一節(jié) 摘要  第二節(jié) 符號  第三節(jié) 引言  第四節(jié) 計算方法  第五節(jié) 網(wǎng)格的劃分和控制點的選擇  第六節(jié) 馬蹄渦對控制點的誘導(dǎo)速度和影響系數(shù)  第七節(jié) 機翼環(huán)量分布的線性代數(shù)方程組的建立  第八節(jié) 誘導(dǎo)阻力計算  第九節(jié) 氣動力性能計算  第十節(jié) 計算結(jié)果  第十一節(jié) 結(jié)束語第五章 端板、翼尖延伸和翼梢小翼的比較  第一節(jié) 端板與翼梢小翼的比較  第二節(jié) 翼尖延伸與翼梢小翼的比較  第三節(jié) 端板與翼尖延伸的比較  第四節(jié) 翼梢小翼對低速爬升、操縱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)強度和顫振速度的影響  第五節(jié) 翼梢小翼結(jié)構(gòu)所選用的復(fù)合材料對導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能的影響第六章 翼梢小翼在幾種飛機上的應(yīng)用  第一節(jié) KC-135空中加油機加裝翼梢小翼  第二節(jié) DC-10飛機加裝翼梢小翼  第三節(jié) KC-135空中加油機與DC-10飛機加裝翼梢小翼和翼尖延伸的比較  第四節(jié) 波音747-400飛機加裝翼梢小翼  第五節(jié) MD-11飛機加裝翼梢小翼  第六節(jié) A340飛機加裝翼梢小翼  第七節(jié) “長牛角”飛機加裝翼梢小翼  第八節(jié) 波音737-800飛機加裝融合式翼梢小翼  第九節(jié) 歐洲空中客車公司A300-600、A310-300、A320和A380飛機的機翼翼尖加裝渦擴散器第七章 翼梢帆片設(shè)計  第一節(jié) 采用翼梢帆片的目的  第二節(jié) 翼梢帆片的幾何參數(shù)選擇及其安裝  第三節(jié) 翼梢帆片在運5飛機上的應(yīng)用附錄 飛機加裝翼梢小翼、渦擴散器和帆片的實例參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第二章 翼梢小翼的空氣動力學(xué)原理第一節(jié)  翼梢小翼減小誘導(dǎo)阻力的機理翼梢小翼是怎樣工作的？它能容易地加到已服役的飛機上或是作為新機翼設(shè)計的一個整體部分嗎？由于端板存在一些問題（見第五章），因此一直沒有在飛機設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。直到美國NASA艾姆斯研究中心的R.T.惠特科姆發(fā)明了翼梢小翼代替簡單的端板，使其在實用上取得真正意義上的突破，如圖2－1所示。翼梢小翼工作的基本空氣動力機理是采用像大型鳥類（如鷹和隼）那樣在高空中的飛行原理，這些鳥類在飛行中展開翅膀并向上偏折翼尖羽毛以減小阻力，使它們?nèi)阅茏鲞h距離滑翔，而高度損失又較小。盡管翼梢小翼在20世紀(jì)70年代還是一個很新的概念，但一些大型運輸機、小型公務(wù)行政商業(yè)機都很快出現(xiàn)了在機翼翼尖設(shè)計安裝翼梢小翼。據(jù)稱，這些飛機的航程增加了，巡航高度也有所提高，推遲了機翼的氣流分離，提高了飛機的抖振升力系數(shù)。我們知道，運輸機以高亞聲速巡航飛行時，在后掠機翼的翼尖區(qū)產(chǎn)生翼尖旋渦，消耗飛機的能量。如能把翼尖渦的強度減下來，也就減小了飛機的誘導(dǎo)阻力，這對節(jié)省油耗和降低飛機的運行成本具有很大的經(jīng)濟價值。而在翼尖安裝翼梢小翼就能起到這種作用。因此，翼梢小翼又稱渦擴散器（’vor。一tex diffuser）。飛機在飛行中（如圖2—2所示），由于機翼上下表面壓力差的作用，流過機翼上下表面的氣流不僅會在機翼翼梢卷起一個逆時針方向旋轉(zhuǎn)的翼梢渦，而且會在機翼后緣匯合成一個旋渦面，并從整個后緣順著氣流拖出，這個渦正好在機翼翼尖內(nèi)側(cè)卷成一個集中渦束，這個集中渦束是機翼產(chǎn)生升力的副產(chǎn)品，其中含有大量動能，產(chǎn)生的能量附加到機翼的阻力上（這部分阻力稱為誘導(dǎo)阻力），它占民用飛機總阻力的40％芹右。

編輯推薦

《飛機翼梢小翼設(shè)計》從理論角度出發(fā)，對翼梢小翼的減阻機理進行了論述，詳細分析了參數(shù)設(shè)計的影響，提供了參數(shù)的優(yōu)化方法。書中還列出國外許多飛機翼梢小翼的參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式、所采用的材料等。這些寶貴的資料對飛機工程設(shè)計具有較大的參考價值。 《飛機翼梢小翼設(shè)計》作者在我院長期從事飛機氣動布局設(shè)計，特別對翼梢小翼進行過十多年的專題研究，從設(shè)計分析到風(fēng)洞試驗，閱讀了大量的有關(guān)翼梢小翼文獻、資料，在豐富的工程設(shè)計經(jīng)驗基礎(chǔ)上，撰寫了《飛機翼梢小翼設(shè)計》。這是一本很好的飛機工程設(shè)計應(yīng)用的指導(dǎo)性參考書，也可供教育和部隊人員參考。

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