作者:十月廿二
“但是柳總,現在的殲8-3機翼上已經有兩對翼刀了,如果再增加一對的話,是否有點……”
翼刀雖然簡單有效,但也不是沒有代價的,其工作原理本質是讓前緣渦提早破裂,因此減小了升力係數和失速迎角,對於飛行性能也還是存在一定影響的。
而且設計太多組翼刀在觀感上也比較不好。
“是否可以考慮把三組小型翼刀融合爲一組大的翼刀,就像殲6那樣?”另外一個人詢問道。
不過很快遭到了否定:
“那隻能減少一點點重量而已,對升力和過失速能力的影響反而更大,對於殲8-3這麼大一架飛機來說得不償失了。”
激烈地討論持續了大概半個小時,仍然沒有得到一個所有人都認同的方案。
終於,有人把視線投向了一直低頭看着手中的報告沒有開口的常浩南。
“常博士,既然是你發現了這個問題,不知道是否有更好的解決辦法?”
會議室裏逐漸安靜了下來。
常浩南站起身,走到了貼着試飛結果和設計圖的黑板旁邊。
“首先,要告訴大家一個好消息。”常浩南轉過身,看着面前一泄こ處熣f道:
“經過過去幾天整個數字化設計組的努力,已經基本完成了殲8-3原型機氣動和結構設計的參數化建模,因此修改設計所花費的時間應該會比預計中更低。”
又是一個不同尋常的成果。
飛行器氣動外形優化設計需要對各種不同的氣動外形進行評估,因而需要反覆對飛行器氣動外形進行修改,以期改善其氣動性能。
而一旦有了參數化模型,就可以通過改變設計參數來驅動幾何模型變化,從而大大縮短几何模型建模週期。
林示寬帶人搞了一年半都沒太多實質性進展的任務,常浩南過來之後還不到十天就解決了。
雖然後者並未提到自己的名字,但幾乎所有人都默認這是他深藏功與名的表現。
於是又響起了一陣掌聲。
常浩南伸出手向下壓了壓示意先低調:
“至於機翼的改進方案,我也確實有個不太成熟的想法。”常浩南拿起一支沒有削過的鉛筆,在設計圖上面比劃着繼續說道:
“增加一對翼刀的思路是沒問題的,但根據我的模擬結果,機翼表面橫向氣流最密集的區域是機翼後緣附近。”
“因此我認爲可以把本就存在的上下副翼鉸鏈整流罩擴展爲後緣翼刀,這樣增加的死重幾乎可以忽略不計,並且在觀感上也更接近原來的雙翼刀。”
“同時,可以在機翼設計中引入前緣裝置,比如前緣襟翼或者前緣縫翼,這樣不僅可以彌補翼刀對在中低速度段升力係數和失速迎角造成的影響,甚至可以大大改善飛機的低空低速性能!”
第67章 前緣縫翼(25)
兴苤瑲�8系列戰鬥機的低空低速性能不好。
除了渦輪噴氣式發動機本身在低空低速工況下性能不好意外,更重要的一個原因是,因爲客觀原因的限制,飛機在設計的時候選擇了相當簡單的機翼構型。
沒有前緣裝置,後緣也只是最普通的傳統襟翼。
這種襟翼由於流動很容易從產吸力的一側分離,尾跡並不穩定,在中等偏角下襟翼上就發生流動分離,增升能力非常一般。
不過從另一個角度考慮,起點低意味着進步空間大,對於現在的常浩南來說也不一定是壞事。
只是這一次,就沒有任何後人的經驗可供借鑑了。
所以他也還沒想好到底選擇安裝前緣襟翼還是前緣縫翼。
前緣縫翼的增升效果更好,但結構更加複雜,而且還會帶來更大的噪音。
當然,這只是概括性的規律,具體的性能如何最終還是要落實到設計水平上來。
總的來說,二者之間各有優劣,主要看怎麼取捨。
聽到常浩南對於把副翼鉸鏈整流罩擴展爲後緣翼刀的想法,在場的所有人幾乎都是眼前一亮。
但當聽到前緣增升裝置的時候,又有不少人露出了欲言又止的表情。
最後還是柳明開口總結道:
“關於翼刀的設計,小常同志的思路確實非常好。”
“至於前緣增升裝置……”
柳明和坐在前面的楊奉畑對視了一眼:
“其實在八三工程還處在預研階段的時候,大概80年代末,我們和法國達索公司合作設計過一種前緣縫翼,準備用於改進當時的殲8-2飛機。”
這倒是一件常浩南之前完全沒聽說過的事情。
“是啊,當初顧總也說過,假如殲8能裝上一套合適的前緣縫翼,綜合性能至少不會弱於幻影2000。”楊奉畑也回憶道:
“正好當時趕上我們和法國人在航空工業方面合作的蜜月期,就開展了一項聯合研究,大概是跟和平典範計劃同時進行的。”
當楊奉畑提到“和平典範”這四個字的時候,整個會場的氣壓都瞬間變低了些許。
那段故事堪稱華夏航空工業的恥辱,80年代中期幣值的將近6億美元白白打了水漂,兩架飛機還被無故扣押數年時間,才被以散件形式送回國內。
後世的某些親美媒體,竟然還恬不知恥地將這一計劃宣傳成所謂“華夏航空工業現代化的起點”!
實際上,八三工程之所以會被立項,並且得到如此多的資源,很大一部分原因也是因爲這個和平典範計劃的恥辱性失敗。
我們要造出一架爭氣機,一架能夠證明我們不需要美國人幫忙也能行的戰機!
“嗯……那當時的設計完成度怎麼樣?”常浩南詢問道。
“老實說,不怎麼樣。”楊奉畑搖了搖頭:
“我們和達索方面的工程師合作了大概兩年時間,但直到最終拿出的設計版本,也還是沒能達到法國方面一開始預期的性能。”
“一方面結構有點太複雜了,另一方面也缺少足夠的設計工具,在風洞試驗的時候,我們發現前緣縫翼和後緣襟翼之間總是存在干擾,導致增升效果反而不如只有襟翼的時候。”
這個結果並不出常浩南所料。
中法合作的最大收穫,是我國從對方那裏學來了一整套的航空產業標準,最終參照法軍標形成了空軍領域完整的國軍標。
但是具體到技術方面,能拿得出手的成果確實不多,也就是直9直升機還有響尾蛇防空導彈等寥寥幾種。
阿格斯塔90B潛艇的設計被證明完全不如基洛。
超黃蜂直升機被一路修修補補了近40年,最後幾乎是從頭設計了一個新型號才頂着直8G/L的名號大規模裝備。
被認爲可以統一大中型水面艦艇主炮型號的100mm艦炮更是個天坑,只短暫地裝備了大概十幾艘艦艇之後,就連同100mm這個口徑被130/76兩種口徑全面取代了。
倒也不是說法國人故意使壞,實在是他們自己當年也是走在這些歪路上的……
總之有了這些先例,一個前緣縫翼的設計效果不佳似乎也並不很讓人意外。
不過話說回來,達索公司在大三角翼的設計方面確實經驗豐富,從幻影3到幻影2000,多種經典的無尾三角翼飛機都出自馬塞爾·達索之手。
所以常浩南對於他們給出的設計倒也有點興趣。
“楊總,不知道當年達索公司的設計是否還有存檔?”
“你準備改進他們的縫翼設計?”楊奉畑把玩着手中的鋼筆詢問道。
“未必是改進。”常浩南搖了搖頭:
“可能需要重頭開始設計,不過參照一下法國人的經驗總是好的。”
“縫翼在增升方面的性能本就比前緣襟翼更好,至於設計方面,我想既然已經過去了十年,很多當年無法解決的問題現在就未必是問題了。”
擱在十幾天前常浩南剛到601所的時候,要是有個二十出頭的小年輕敢誇下海口說自己要完成法國人都沒做到的縫翼設計,恐怕大多數人都會嗤之以鼻。
但是現在,考慮到常浩南之前展示出的驚人能力,會場裏面大多數人的第一反應都是,這件事或許能成!
……
大概一個小時之後,塵封已久的前緣縫翼設計資料被人從601所的資料室中取出,並送到了會議室。
飛行器設計這樣嚴肅的工作,所謂設計資料當然不可能就是一張設計圖,而是裝滿了整整兩個箱子的計算和說明文件。
當然,這些東西常浩南並不需要都看。他的重點一是設計方案本身,二是當年的法國人和601所到底遇到了哪些困難,以至於連紙面設計流程都沒能走完。
然而當常浩南打開總體設計圖,看到那個複雜的三段前緣縫翼設計時,幾乎下意識爆出了一句粗口。
“我草,怎麼是這種方案?”
沒錯,跟圖紙上幾乎一模一樣的縫翼設計,常浩南在重生之前見過。
不過既不是在華夏的飛機上,也不是在法國的飛機上。
而是在印度的飛機上……
從1983年開始設計,直到2016年才服役的LCA“光輝”戰鬥機,它的無尾大三角翼佈局就是達索公司操刀設計的。
而LCA的前緣縫翼就是這種精密而複雜的三段式結構。
現在看來,八成是達索公司回去之後把這個半成品經過一番完善,直接塞到了LCA身上……
第68章 推倒重來的勇氣(35)
常浩南剛纔下意識的吐槽自然引來了一陣好奇。
“常博士之前見過類似的設計?”
會議室來有人好奇地問道。
“那倒是沒有,只能算是有一定了解吧。”常浩南趕緊往回找補:
“這種三段式縫翼,更適合用在法國人那種無尾大三角翼佈局的戰鬥機上面,和後緣的兩段式升降副翼共同作用,引導氣流在翼根到垂尾之間形成渦流。”
“但是咱們的殲8-2是常規佈局,後面還有個水平尾翼,這個設計的優勢發揮不出來,反而平白無故增加了阻力和死重,效果不好是正常的,也難怪剛纔楊總說這個設計太複雜。”
聽到這個判斷之後,不少人也紛紛點頭表示同意。
跟達索公司合作的時候是80年代中期,那個時候的中國航空工業只能說剛剛開始嘗試着真正去“設計”而不僅僅是仿製一款戰鬥機,很多東西確實是一片空白,而1996年這時候好歹大家都有了些經驗,自然能看出來這個方案的問題所在。
楊奉畑站起身來到兩個裝着資料的箱子邊上,非常熟練地從裏面找出了一份相對新一點的設計文檔遞給常浩南:
“複雜還是其次的,法國人撤走之後,我們也嘗試過進行一些改進,只保留三段縫翼中靠機翼外側的兩段,再把結構改成普通的一段式,這樣死重倒是下來了,但剛纔說的副翼和襟翼之間的干擾問題還是沒解決。”
常浩南翻開了那份厚厚的文檔,從上面標註着1990年的日期來看,應該就是楊奉畑所說的改進部分。
不過這個時候,他已經基本對於問題的所在有了判斷。
前緣縫翼的應用雖然歷史悠久,但作爲一種比較簡單粗暴的增升裝置,飛機設計師們長期以來關注的點主要就是兩個:縫翼的長度和縫翼的位置,而對於那條真正在發揮作用的“縫”,研究反而比較少。
當然這主要是因爲在90年代中期以前,確實沒條件對於複雜流場進行過於精細的研究,大家只知道縫翼的基本原理,以及可以改善低速操縱性和大迎角性能的效果。
又是半個小時過去,常浩南直接略過了計算設計部分,終於在最後的風洞試驗數據中找到了自己想要的東西。
“楊總,這個縫翼設計,我可以做!”
他把設計文檔合上,放回了資料箱中原來的位置,然後抬起頭看向身邊的楊奉畑:
“不過,僅僅以咱們601所的條件恐怕還不行。”
“601所的條件都不行?”
旁邊的柳明不由得瞪大了眼睛。
“是的,從剛剛楊總拿出來的那份設計文檔中,可以總結出縫翼設計中的幾個主要問題。”
常浩南轉身再次走到黑板前面,只不過這次他拿起了一支粉筆,然後把黑板翻轉到了沒有貼着東西的那一面:
“一是對於襟翼偏角較大的多段翼型,即使來流馬赫數不高,在其前緣的上表面也可能出現有限的超聲速流,存在跨聲速區和激波邊界層干擾,換句話說即便縫翼只會在亞音速狀態下啓動,但還是會涉及到最複雜的跨聲速流場模擬。”
“二是上游翼段的尾跡經常與下游翼段表面上的邊界層混合,合成的剪切層是一個混合邊界層,沒有現成的經驗公式可供使用。”
“第三,也是最要命的,是在後緣襟翼偏轉時,主翼後緣處會形成分離氣泡。如果此時前緣縫翼同時偏轉,那麼混合邊界層和流動分離就會同時出現,也就是前緣和後緣的兩種增升裝置之間出現了干擾。”
常浩南一邊講一邊畫出了一個前緣-主翼-後緣的經典三段式機翼模型,然後開始標註當兩種裝置共同作用時,機翼上表面會涉及到的流動狀況。
“確實是這樣,尤其小常同志你說的第三點,是我們當時總結經驗教訓時都沒能弄清楚的。”
楊奉畑感慨萬千地點了點頭,一方面是又想起了當時設計這段前緣縫翼時候遭遇的困難,另一方面也是驚歎於常浩南能在如此短的時間內就凝練出整個設計中最關鍵的問題。
能夠從紛繁複雜的現實情況中找到主要問題所在,本身就已經是是一種十分難得的能力了。
“所以,既然是縫翼和襟翼之間產生了干擾,那僅僅對前者做出改進恐怕是不夠的。”
常浩南在剛剛畫出來的機翼模型上畫了個圈,繼續說道:
“我準備將二者視爲一個整體,進行更加細緻的一體化設計,綜合考慮後緣襟翼偏轉角度、後緣襟翼弦長、前緣縫翼偏轉角度、重疊量、縫道寬度五個變量,把整個方案總體上推倒重來。”
“此外,在設計完成後,我還準備考慮在前緣縫翼的尾緣部分增加一組平行葉珊作爲流動偏轉器,把來流的能量導入到機翼的翼面附近,增加壁面邊界層的抗分離能力,進一步抑制失速現象的發生。”
“但這樣一來,就需要通過數值方法求解雷諾平均N-S方程進行CFD模擬,計算量非常龐大,只靠計算中心的那幾臺工作站,恐怕需要很長時間才能得到結果,所以我希望能夠由研究所出面,申請使用超級計算機!”
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