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          歐洲大力推進流動控制技術研究

          發布日期:2017-02-06??來源:航空工業信息網我要投稿我要評論

          美國《航空周刊》網站2015年12月14日刊文稱,實現對飛機機翼和尾翼的精確流動控制,特別是對飛機阻力增加非常敏感的流動分離區的控制能夠帶來降低油耗、減排和降噪方面的巨大收益。歐洲在第七框架下正在開展的“應用于下一代機翼的主動載荷和噪聲控制技術(AFLONEXT)”項目就聚焦于提高一系列減阻、降噪等流動控制技術的成熟度。

          AFLONEXT項目的主要研究內容包括降低巡航阻力的混合層流控制、增加起降性能的主動流動控制以及大涵道比發動機與機翼的集成、被動降噪控制和振動減輕等。項目研究周期4年(2013年6月-2017年5月),經費3700萬歐元。共有來自15個國家的40個合作伙伴參加了研究工作,牽頭單位為空客公司。該項目現在已經進入第三年,將要開展演示驗證樣件的制造工作。

          AFLONEXT項目旨在提高現有的、有前景的流動控制技術的成熟度,以便在潔凈天空2計劃(歐盟40億歐元的公私合作技術研發計劃)中實現這些單項技術在大尺寸驗證平臺上的集成驗證。AFLONEXT項目下也要開展單項技術的演示驗證,包括2016年在DLR的空客A320試驗機上進行起落架和襟翼的被動降噪技術飛行驗證,2017年在A320上進行混合層流控制垂尾的驗證。

          混合層流減阻控制通過前緣開孔吸除低能附面層、延遲轉捩。空客AFLONEXT項目負責人馬丁·瓦利希表示:“A320的混合層流控制垂尾飛行試驗將在2017年第二季度進行,2016年將開始相關樣件制造。”瓦利希還表示:“CFD計算表明,如果在機翼和垂尾上同時使用混合層流控制技術,預計可在飛機層面帶來9%的油耗減少,但這還需要飛行試驗的驗證。”除飛行驗證外,AFLONEXT項目將對機翼前緣應用混合層流控制進行地面驗證。研究人員將在2.5米長的外側機翼段的前緣集成吸氣系統、防冰系統和屏蔽昆蟲污染的克魯格襟翼系統。瓦利希表示:“這僅是一個地面演示,對機翼前緣層流控制進行初步的集成,該技術在潔凈天空2中將進一步發展。”

          空客于1998年在一架A320上進行了混合層流控制垂尾飛行試驗,“但那只是一個初級系統,內部有許多管路,沒有進行集成設計”,瓦利希表示,“AFLONEXT項目中的混合層流控制系統更加成熟,介于試驗和生產之間的狀態,我們的目標是把該系統最終集成到飛機上。”瓦利希還表示,AFLONEXT項目中的混合層流控制系統并不打算作為現有機型翻新的配置,“A320只是一個開發中的驗證工具,并不是目標飛機。該系統更加適合于中遠程飛機。”

          AFLONEXT項目中的主動流動控制研究主要針對三個機體局部,分別是外側機翼、發動機掛架和機翼結合部、機翼后緣。

          對于外側機翼,主動流動控制能夠實現更激進的減阻翼梢設計,預計降低油耗可達2%。對傳統高升力系統來說,展開的前緣縫翼外側邊緣處的流動分離影響了翼梢的流動,同時降低了增升效果。縫翼外側的吹氣技術可以改變分離的位置消除影響。

          前緣縫翼外側邊緣的吹氣可以優化翼梢設計提高增升效果

          對于發動機掛架和機翼結合部,隨著發動機涵道比的增加,風扇的尺寸不斷加大,發動機和飛機的集成變得愈發困難,如果不增加機翼離地高度的話,發動機就要和機翼更近,造成發動機和機翼之間的干擾更大。為了集成更大的發動機,機翼前緣縫翼要為掛架留出更大的空間,影響了高升力特性。這項研究內容就是在局部應用主動流動控制技術阻止流動分離提高機翼高升力性能。無人機

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