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第一百六十三章 堪称完美的气动设计

  林鹏也看出来了,李吉生教授确实是一个很好的导师。

  CFD方法,是计算机辅助空气动力设计的核心,在飞机设计中的作用确实是越来越大了。

  比如说早在七十年代,M国NASA验证战斗机高机动技术的HIMIT验证机,在设计中就采用了CFD方法进行多种方案的比较,收到良好的效果,通过计算还发现了方案中的一些问题。

  再一个例子就是F22战斗机了,洛马公司在设计F22战斗机时,气动载荷计算中就应用了CFD方法,加快了设计进度。

  把相关的手续办完之后,李吉生教授就带着林鹏和宋雨阳到了他办公室。

  就三个设计方案,展开了讨论分析。

  李吉生教授道:“刚才看了你们的方案资料,才发现你们的方案,对机翼扭转角设计还有细致的考虑,可以说一说计算机仿真流体力学的情况吗?”

  林鹏笑道:“当然,还是让小宋给您说一说吧!”

  宋雨阳点头道:“是的老师,唐总师和林大哥在方案总体设计的时候,也考虑到了机翼扭转的不同角度,对飞机的气动性能会产生不同的影响。

  比如说我们通过CFD分析,在扭转角为三度时,可以得到最大升力系数,并且失速要比扭转角为零时更晚,这说明在机翼上采用扭转的设计,可以使翼梢部分升力降低,防止翼梢先开始失速,这样就改善了机翼的失速特性!

  而如果机翼扭转角达到六度时,虽然失速攻角和三度时几乎一样,但是最大升力系数却变小了,所以综合来看,扭转角三度在失速特性方面是最好的。”

  李吉生教授笑道:“不错,新歼轰应该要极力的改善歼轰七系列容易失速的缺陷,作为下一代多用途歼击轰炸机,要考虑到的确实更多!小宋,那在这几种扭转角下,飞机的跨声速特性有什么不同?”

  宋雨阳道:“机翼扭转角增大,升力系数减小,越到机翼翼尖,扭转越大,这样可以防止翼尖先失速。通过仿真计算,我们发现还是扭转角为三度时,得到的升阻比最大,但是最终还是要通过风洞试验来校验这个计算结果,同时机翼前缘和后缘也要进一步修形,才能实现更好的气动特性。”

  李吉生道:“不错,小宋啊,看来你真的成长了很多啊!但是你还要注意,那就是当飞机处于跨声速范围的时候,失速迎角是比亚声速时要推迟一些的,升力系数增长也会不一致。这是因为跨声速流动情况比较复杂,哪怕用CFD方法也很难正确的模拟出来,所以要通过风洞试验来模拟,获得试验数据,从而优化跨声速阶段的气动特性设计。”

  宋雨阳点了点头道:“嗯,老师,我记住了。其实通过CFD我也发现,咱们这个飞机总体设计方案,在跨声速范围,升阻比是比较大的,这样飞机阻力也就相对较小,对于这样一架需要长航程的歼击轰炸机来说,这个是很重要的。”

  李吉生道:“嗯,非常好,不过咱们国内还是第一次设计这种蝶形机翼,还有全动式的双垂尾,所以这也是非常考验设计师的功力的。你们用CFD方法计算出来,机翼、尾翼和垂尾的耦合效应怎么样?”

  宋雨阳微微一笑道:“虽然我们是第一次设计这样的气动外形,但是模拟计算的结果还真的不错呢!无论是0.5马赫还是0.9马赫,还有1.7马赫的条件下,这三个方案,机翼、尾翼和垂尾的流场特性都还比较好,耦合效应都不错!”

  李吉生看起来很淡然,其实他内心已经是波澜起伏了,因为这三个设计方案,都是非常超前的,作为一名空气动力学专家,国内最顶尖的飞机设计专业研究生导师,他又参加过很多的国际国内学术交流,但这样的方案还真是从来没有见过的。

  这三个方案差别不是很大,特别是那一对明显面积要比F22小了很多的,大后掠的外倾双垂尾,绝对是一个大亮点。

  这样的垂尾不但减小了面积,降低了雷达反射面积,还可能是为了实现战机高攻角的机动性而采用的优化设计方案。

  还有和F35类似的菱形机头,除了隐身的考虑外,还有一点气动上的作用,就是可以进一步提高战机在高攻角下的稳定性。

  整架飞机就是一个升力体,前机身也可以贡献一些升力,这就和以前的歼七歼八,还有歼轰七A有着质的飞跃了。

  哪怕是国产第三代战斗机歼十A飞机,在气动设计方面,也是不能和这三个方案相比的。

  虽然歼十战斗机也采用了翼身融合的设计,但是其融合度,还是比不上这三个方案。

  采用了DSI进气道,再加上进气道边条,这些与机身完美的融合,完全不亚于M国F35战斗机的气动设计。

  越是深入的讨论,越让李吉生教授,感觉到了中国航空工业的希望。无论是林鹏,还是他的学生宋雨阳,都是比他想象的要出色。

  这一聊就聊了差不多一个小时,末了快到中午的饭点了,李吉生教授笑道:“今天中午就在咱们这儿吃饭。我知道你们的时间很紧,任务很重,放心吧,我会让他们加班加点的给你们做好试验。不过为了提高试验精度和效率,还是得专门设计制作模型安装支撑装置。你们不要着急!”

  对于风洞试验的程序和方法,林鹏已经是非常的清楚了,所以他知道李教授说的没错,模型安装是最关键的环节,安装的精度直接影响实验数据的准确性,要在风洞这个小小的空间里安装模型,上百个传感器要和模型连接,保证测压管路不漏气并畅通,工作量当然不小,需要时间。

  试验段安装模型,需要人爬进去,用头灯和手电作为工作照明,而且还不能在试验段和模型上留下包括汗水之类的任何异物,特别是在这种夏秋天,是非常辛苦的。

  每一次试验都需要将近十个工作人员,模型可能要反复拆装几十次。

  所以林鹏就连忙道:“不急,李教授,这一次真是要辛苦你们了。我们算过了,肯定能赶上型号论证会的,没事儿!”

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