SLD結(jié)冰對舵面翼型及多段翼型的氣動影響分析.pdf

1、過冷大水滴結(jié)冰（SLD Icing）相比常規(guī)粒徑結(jié)冰更為復(fù)雜，冰型特征與帶冰翼型氣動性能具有密切相關(guān)性，而目前關(guān)于SLD條件下結(jié)冰對舵面翼型及多段翼型的流場影響及氣動參數(shù)變化特征尚不清楚。本文通過非定常數(shù)值計算方法模擬了角狀冰和脊?fàn)畋鶙l件下，帶冰舵面翼型的流場特征，分析了不同攻角下升力系數(shù)與舵面偏轉(zhuǎn)角的量化關(guān)系，對比了它們的氣動導(dǎo)數(shù)差異；并模擬了不同結(jié)冰時刻大粒徑和常規(guī)粒徑水滴條件下冰型及其造成的氣動影響差異，結(jié)果表明：角冰條件下，隨著

2、攻角的增加，升力系數(shù)與舵面偏轉(zhuǎn)角的線性下降段范圍縮小，舵面翼型的失速偏角提前。在脊?fàn)畋鶙l件下，攻角的增大主要引起零偏升力系數(shù)的增大，對升力系數(shù)的變化率影響不大但升力系數(shù)關(guān)于偏轉(zhuǎn)角的變化率出現(xiàn)嚴(yán)重下降。舵面翼型失速偏角大大提前。角冰條件下，氣動導(dǎo)數(shù)CLδ的變化呈現(xiàn)三段下降特征。脊?fàn)畋鶙l件下，氣動導(dǎo)數(shù)變化呈現(xiàn)兩段下降特征。在相同的攻角和偏角情況下，脊?fàn)畋鶎Χ婷嬉硇虲Lδ的影響更為嚴(yán)重。在時間尺度上大粒徑條件下，結(jié)冰的十分迅速，結(jié)冰初期就大程

3、度的降低舵面翼型的氣動性能。本文采用結(jié)冰模擬程序，對大粒徑和常規(guī)粒徑條件下多段翼型的冰型生長特征進行了對比，并分別對帶冰多段翼型的流線、渦量、表面壓力系數(shù)及升力系數(shù)進行了分析，結(jié)果表明：結(jié)冰時間180秒，粒徑20微米水滴結(jié)冰對多段翼型的升力系數(shù)下降最大為17.5％，而粒徑400微米水滴結(jié)冰對升力系數(shù)下降最大達(dá)72.5%，失速攻角大幅提前。在時間尺度上大粒徑條件下結(jié)冰快速地、大幅地改變氣動特性包括升力系數(shù)、失速攻角。本文的研究體現(xiàn)了過冷大