袁广田，黄鹏，韩意新
（中国飞行试验研究院 飞机所，陕西 西安 710089）

摘 要：在飞机各部件相互干扰的现象中，机翼与机身间的相互干扰最为重要。此干扰效应对飞机大迎角性能产生不利影响，从而对飞机起降性能和飞行安全产生重要影响。本文通过风洞试验和CFD（计算流体力学）技术研究飞机翼身干扰流动分离现象，给出翼根流动分离的主要影响因素，同时也证明了CFD技术对翼身干扰计算的准确性，为消除翼根流动分离，提高飞机气动性能及翼根整流设计提供参考。
关 键 词：翼身干扰；流动分离；CFD；风洞试验
中图分类号：V212.12 文献标识码：A
Research on mechanism of flow separation induced by aircraft wing-body interference
YUAN Guang-tian, HUANG Pen, HAN Yi-xin
（Aircraft Flight Test Technology Institute, CFTE, Xi’an 710089, China）
Abstract: Among the interferences of aircraft parts, the wing-body interaction is the most important. There is a negative effect on the performance of aircraft at high angle of attack, aircraft take-off / landing performance and flight safety. In this paper, wind tunnel test and CFD technology were used to study the flow separation phenomenon induced by wing-body interference. main factors affecting the flow separation of wing root were analyzed, while verifying the accuracy of CFD technology to the wing-body interference. it provides support for eliminating the separation of the wing root flow, improving the aerodynamic performance of the aircraft and the design of wing root fairing.
Key words: wing-body interference；flow separation；CFD；wind tunnel test


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在飞机各部件相互干扰的现象中，机翼与机身间的相互干扰最为重要[1][2]。此干扰效应[3]对飞机大迎角性能产生不利影响，从而对飞机起降性能和飞行安全产生重要影响。主要表现如下：(1) 翼根流动过早分离，使飞机阻力和噪音增大。(2) 对飞机的中等和大迎角升力特性产生不利影响，其中包括升力线性段变短，最大升力和失速迎角减小等。(3) 使机翼的压力分布发生明显的变化，降低了机翼的气动效率，特别在翼根区域影响更为显著，其影响的压力变化区域一般可达30%半翼展，严重的情况下可达到 70%~80%半翼展，使机翼表面的等压线在翼根区出现弯曲。(4) 翼根马蹄涡的尾流会影响到下游很远的地方，其中的湍流度比周围流动大很多，影响下游舵面的正常操纵。因此，需要对飞机的翼根部进行整流，以消除或减弱翼身干扰造成的不利影响。
翼身干扰流动分离是过去六十年一个不断研究发展的课题，非常复杂的，由多种因素综合引起，到目前为止对于干扰的机理尚未完全搞清楚。翼身结合处的流动是三维的，具有很大的压力梯度，粘性影响十分显著，并伴随着强烈的二次流动，因此计算和试验都带来了很大的困难[4]。目前国内外学者及工程师在翼身干扰、翼根马蹄涡、翼身整流设计及它们的试验、数值模拟上做出了不同程度及不同侧重点的研究。针对翼身干扰造成翼根流动分离问题，国内外部分研究只对其中某个因素进行研究，如马蹄涡；部分研究经验性地给出较为合理的整流方案[4]，而对翼身干扰流动分离机理和设计方法缺乏系统深入的研究，也缺乏普遍性指导意义。