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飞机气动设计分析报告

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飞机气动设计分析 SYXXXXXXXXXX

另外B-1B的发动机吊挂于机翼下,并不像图-22M放置在机身内,因此B-1B机身内有相对更大的空间容纳弹舱,并使机身外形更加流线化。

下图所示是B-1B的机身各截面截面图,可以清楚地看到其翼身融合体构形。

图14 B-1B的机身各截面截面图

另外,B-1B在机头座舱前方两侧下方各有一片导向翼面(如图15所示),这两片翼面是结构模态控制系统的一部分,用于抵消在低空飞行时湍流引起的振荡,B-1B的前机身较为细长,容易形成非对称涡造成振荡力和力矩。B-1B可以通过重心附近的一系列加速度计和机鼻附近的横向和纵向加速度计向飞控系统提供数据,操纵导向翼面和方向舵实时偏转来抵消湍流的影响。

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图15 B-1B机头两侧的导向翼面

3.2.4.尾翼

B-1B尾翼采用十字形尾翼,平尾位置较高,目的是远离发动机射流。垂尾是一个单独的盒式结构,通过固定在尾椎上。方向舵分为三片,两片位于平尾上部,一片位于平尾下部(如图16所示),位于平尾下部的方向舵主要用于提高低空飞行品质。平尾为全动平尾,也采用了铝合金盒式结构,直接安装在钢轴上,在实施俯仰及滚转控制时,左右两片平尾可独立运动。在实施俯仰控制时,左右两片平尾最大可偏转 10°;实施滚转控制时,最大可偏转±20°。平尾和垂尾表面为复合材料,大梁由高强度钛合金制造。

图16 B-1B的十字全动平尾及三片方向舵的位置

3.3.机型总结

B-1B的气动设计相当成功,其翼身融合体设计在提高升阻比,增大全机有效载荷的同时达到了减小雷达散射截面积的目的。配合隐身涂料, B-1B的战场突袭能力相当高。

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另外,B-1B得益于优秀的飞控计算机和机头导向小翼之类的特殊操纵面,还具备较好的低空性能,使其在低空利用地形飞行时更易操控。B-1B的可变后掠机翼的可动段面积比例要高于图-22M,更充分地发挥了可变后掠翼的优势。 四、总结

本文分析了图-22M和B-1B两种超音速轰炸机的气动设计特点,对超音速轰炸机的气动设计可以得出以下结论:

1、目前而言对于超音速轰炸机最合适的气动布局是可变后掠翼布局。可变后掠翼布局通过改变机翼的后掠角使轰炸机在小后掠角下完成起飞着陆以及低速巡航,具有较好的低速性能,而在大后掠角下进行超音速飞行和高速巡航,具有最佳的燃油效率,大大提高了超音速轰炸机的作战半径。

2、对于超音速轰炸机在机身设计上应尽量采用类似于B-1B的翼身融合体设计,翼身融合体给气动和隐身上带来的优势是巨大的。事实上图-22M之后苏联独立研制的超音速战略轰炸机图-160正是改用了翼身融合体设计。

3、超音速轰炸机的平尾一般是全动平尾才能满足超音速飞行要求,图-160甚至将垂尾的上半段作为全动的方向舵来使用。

超音速轰炸机的高速突防能力仍是它目前最有威慑力的原因之一,优秀的气动设计能使这一威慑力发挥到极致,希望我国也能有自行研制的先进超音速轰炸机。

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飞机气动设计分析SYXXXXXXXXXX另外B-1B的发动机吊挂于机翼下,并不像图-22M放置在机身内,因此B-1B机身内有相对更大的空间容纳弹舱,并使机身外形更加流线化。下图所示是B-1B的机身各截面截面图,可以清楚地看到其翼身融合体构形。图14B-1B的机身各截面截面图另外,B-1B在机头座舱
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