翼型对水下滑翔机滑翔性能影响分析

翼型对水下滑翔机滑翔性能影响分析
徐世勋㊀刘玉红㊀朱亚强等
尺寸及布局为水下滑翔机在水中滑翔提供着必需的升力及水动力 , 机翼每个参数的改变都会极大地改变水下滑翔机周围的水动布局 . 本文在前期研究基础上 , 以天津大学研制的海燕混合驱动水下滑翔机为对象 , 研究机翼翼型对水下滑翔机滑翔经济性和稳定性的影响 , 并提出了软体柔性机翼的概念设计模型 . 研究成果一方面为水下滑翔机性能优化提供理论参考 , 另一方面也为软体柔性机翼的设计提供基础理论支持 .
机翼平行于飞行器对称面或垂直于前缘的剖
T a b．２㊀P a r a m e t e r v a l u e s o f a s m m e t r i ca i r f o i l r o u y g p mm
翼型型号 ( NA C A) １４１２４４１２６４１２翼根最大弯度２．２６９．０６１３．６截面周长４６１．９４４６３．９３４６６．３７翼尖最大弯度１．１７６４．７０６７．０５９截面周长２３９．８５２４０．８８２４２．１９
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
０㊀引言
新型无人水下航行器 , 其续航能力强㊁噪声小㊁制造成本低 , 因而被广泛应用于海洋科学研究㊁海洋
] １Ｇ３ .水下滑翔机环境监测以及军事侦查等领域 [
水下滑翔机是通过调节自身浮力进行驱动的
比㊁后掠角等设计参数之间的关系并进行了优化 , 在此基础上设计了柔性机翼 , 以提高滑翔机的稳
５] 强[ 分析了滑翔机水平固定机翼的展弦比㊁根梢
采用正交
可以实现机翼的伸长和缩 s u b L R 带有分体机翼 , ] ９ . 短, 可改变机翼位置, 并实现了机翼的翻转[
[０] 设计了可以改变展弦比㊁后掠角以 YANG 等１及翻转角的可变机翼 , 提高了滑翔机的经济性㊁稳１１] 定性和机动性 . 田文龙等 [ 通过对滑翔机机翼
摘要 : 选用 NA 采用计算流体力学方法分析了翼型对水下滑翔机滑翔经济性和稳 C A４位数翼型 ,
: / D O I １０．３９６９ i ． s s n ．１００４ �� １３２ X．２０１７．０３．００６ j
E f f e c t so fA i r f o i l o nF l i h tP e r f o r m a n c eo fA u t o n o m o u sU n d e r w a t e rG l i d e r s g １, ２１, ２１, ２１, ２ XUS h i x u n ㊀L I UY u h o n HU Y a i a n a n h u i g ㊀Z q g ㊀WANG Y , １． K e a b o r a t o r fM e c h a n i s mT h e o r n dE u i m e n tD e s i no fM i n i s t r fE d u c a t i o n yL yo ya q p g yo , T i a n i n３０００７２ j , , , ２． S c h o o l o fM e c h a n i c a lE n i n e e r i n T i a n i nU n i v e r s i t T i a n i n ３０００７２ g g j y j : , , A b s t r a c t B a s e do nt h eNA C A４ d i i t a i r f o i l e f f e c t so f t h ea i r f o i l o n f l i h tp e r f o r m a n c e s u c ha s g g , f l i h t e f f i c i e n c a n ds t a t i c s t a b i l i t w e r e a n a l z e db u s i n t h em e t h o do f c o m u t a t i o n a l f l u i dd n a m g y y y y g p y Ｇ i c sw i t ht h ee n v i r o n m e n to f c o mm e r c i a l s o f t w a r eAN S Y S F L U E NT． R e s u l t ss h o wt h a ta r o r i a t e p p p , a i r f o i lm a r e a t l i m r o v e t h e f l i h t e f f i c i e n c fAUG s b u t t h e i m r o v e m e n t s t o t h e s t a t i c s t a b i l i t yg y p g yo p y , o f t h eAUG s a r en o t s oo b v i o u s ． F o r a s mm e t r i c a i r f o i l s t h e c a m b e r a n db e n d i n i r e c t i o n s o f t h e a i r Ｇ y gd f o i lh a v eg r e a t i n f l u e n c e so nb o t ho f f l i h te f f i c i e n c n ds t a t i cs t a b i l i t ． A c c o r d i n ot h ep r e s e n t r e Ｇ g ya y gt , s e a r c h e sa n dc o m b i n i n i t ht h ee n i n e e r i n r a c t i c e s t h ef l e x i b l ew i n sw i t hv a r i a b l et r a i l i n d e gw g gp g ge g ,w w e r ep r o o s e dt om a k et h eAUG g e tb e t t e rf l i h tp e r f o r m a n c e h i c hw a sp r o v e db h en u m e r i c a l p g yt s i m u l a t i o ne x e r i m e n t s ． T h ep r e s e n t a c h i e v e m e n t sp r o v i d e t h e o r e t i c a l u i d a n c e f o r t h ed e s i no f f l e x i Ｇ p g g b l ew i n so fAUG s ． g : ( ; ; ; ; K e o r d s a u t o n o m o u su n d e r w a t e rg l i d e r AUG) a i r f o i l f l i h t e f f i c i e n c f l i h ts t a b i l i t f l e x i Ｇ g y g y yw b l ew i n sw i t hv a r i a b l e t r a i l i n d e g ge g
表２㊀非对称翼型组翼型基本参数
行模式下所需的水动力不同 , 为研究翼型对滑翔机不同航行模式下航行性能的影响 , 本文选取对称和非对称两类翼型进行试验 , 分别考察翼型厚度和翼型弯度对滑翔机航行性能的影响 . ４位数翼型族作为研究对象 .NA C A４位数翼型 [６] , 是 NA 翼 C A 最早建立的一个低速翼型系列１型如图１所示 . 翼型标记为 NA 其 C AX Y Z Z, 中, 翼型最大弯度相对于弦长 X 表示相对弯度 ( , 的百分数 ) 翼型最大 Y 表示最大弯度相对位置( ( .即翼型最大厚度相对于弦长的百分数 )
６] 定性 ; 宫宇龙等 [ 对实验尺度水下滑翔机机翼的
安装位置㊁后掠角㊁展长㊁展弦比和根梢比这５个设计参数进行了分析 , 并设计了一种适用于试验尺度滑翔机的高升阻比水平机翼 . 在可变机翼的
[] 研究方面 ,A R I MA 等７设计并开发了可翻转机 [] .I 翼的滑翔机模型 A l e x S A 等８建立了拥有可变机翼和方向舵的水下滑翔机动力学模型 , 并进
中国机械工程第２８卷第３期２０１７年２月上半月
翼型对水下滑翔机滑翔性能影响分析
机构理论与装备设计教育部重点实验室 , 天津 , １．３０００７２天津大学机械工程学院 , 天津 , ２．３０００７２
, , , ２徐世勋１, ㊀刘玉红１２㊀朱亚强１２㊀王延辉１２
行了运动仿真 . 英国国家海洋中心研制的 A u t o Ｇ
收稿日期 : ２０１６１００９
) 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( ５１４７５３１９, ５１６７５３７２
翻转角的控制, 提高了滑翔机的滑翔速度和机动性 .
�� ２８６ ��
定性的影响 . 研究结果表明 , 合适的翼型可以极大地提高滑翔经济性 , 但对滑翔机静稳定性的提高并不明显 ; 对于非对称翼型 , 翼型的弯曲程度和弯曲方向对滑翔经济性和静稳定性的影响均很大 . 在此基础上, 并结合工程实际 , 提出了变后缘柔性机翼方案 , 通过数值模拟试验验证了所提出方案的可行性 . 研究成果为水下滑翔机柔性机翼的设计提供了理论参考 . 中图分类号 : TH １２２关键词 :水下滑翔机 ; 翼型 ; 滑翔经济性 ; 滑翔稳定性 ; 变后缘柔性机翼

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水下滑翔机水动力性能分析及滑翔姿态优化研究

关键词 : 水下滑翔机 ;水动力学性能 ;滑翔姿态优化中图分类号 : TV131. 2 文献标识码 :A
Hydrodynamic analysis and optimization on the gliding attitude of the under water glider
¨
¨
式中 x 是沿 X 轴方向的加速度 , z 是沿 Z 轴方向的加
¨
速度 ,θ是旋转加速度。
因此
马冬梅 ,等 :水下滑翔机水动力性能分析及滑翔姿态优化研究
705
( F - G) ·sinθ = D t gθ = D/ L ( F - G) ·co sθ = L → G = F - L / co sθ (2)
角增大呈现减少趋势外 ,其他来流速度下 ,随攻角增角增大 ,机翼侧面靠后部分压力逐渐增高而接近外界
大呈现先增大后减小的趋势。最大阻力在 4°攻角左环境压力 ,致使机翼压阻力呈现减小趋势。但当来流
右 ,这与总阻力随攻角变化的趋势大体相同。说明翼速度较大时 (0. 8 m/ s) ,尾部涡对在很小攻角时就开
图 5 不同速度下阻力随攻角变化曲线
为了分析阻力变化趋势以及在水下滑翔机各部分阻力所占的比重 ,将计算结果中的阻力分解为艇体摩擦阻力、翼摩擦阻力、艇体压阻力和翼压阻力。结果如图 6 所示。
由图 6 中可以看出艇体摩擦阻力基本上是随攻
706
水动力学研究与进展 2007 年第 6 期
MA Do ng2mei , MA Zheng , ZHAN G Hua , YAO Hui2zhi
(China Ship Scientific Research Center , Wuxi 214082 , China)

混合驱动水下滑翔器滑翔状态机翼水动力特性

ｉｓＣＦｃ（Ｄ）Ｔｅｏｏｏａｘｅｉｎｈｗｓｔａｌｅｅｃｅｃｓｍｏｔｓｇｉｃｎｌｆｅｃｄｂｈｈｒｅｇｈｗｈｌｈ￣ｈｇｎｌｐｒｅｍｅｔｏｈｔｉｆｉｎｙｉｓｉｎｆａｔｉｌｎｅｙｔｅｃｏｄｌｎｔｉｓｇｄｉｉｙｎｕｅ
（ｃｏｌｆｃａｉａＥｇｎｅｉｇＴａｊｎｖｒｔ，ｉｊ００２ＣｉａＳｈｏｏＭｅｈｎｃｌｎｉｅｒ，ｉｉＵｉｅｓｙＴａｉ３０７，ｈｎ）ｎｎｎｉｎｎ
Ａｂｔａｔｏｅｈｂｉ— ｒｅｎｅｗａｒｌｅ（Ｇ）ｏｉｉｇｔｅａｖｎａｅｆｎｅｔｌｅｎｕｏｏｕｓｃ：ＡｎｖｌｙｒｄｉｎｕｄｒｔｉｒＨＵｃｍｂｎｎｄａｔｓｄｒｅｇｉｒｄａｔｎｍｏｓｒｄｖｅｇｄｈｇｏｕｗａｒｄａｕｄｒａｅｅｉｌ（ＶａｂｅｒｐｓｄｉｔｉｐｐｒＮｕｅｉａｉｕｌｔｏｎｈｓｂｎｃｄｕｔｄｔｎｅｓｉａｔｈｎｅｗｔｒｈｅＡＵ）ｈｓｅｎｐｏｏｅｎｈｓａｅｍｒｃｌｓｍａｉａｅｅｏｎｃｅｏｉｖｔｇｅｔｅｖｃ
ｓａｉｔｆｔｅｖｈｃｅｉｍｏｔｅａｋｂｙａｆｃｅｙｔｅｓｅｎｌ．ｕｔｅｕｒｃｌａｃｌｔｎａｅｎｆｕｐｃｆｔｂｌｙｏｅｉｌｓｉｈｓｍｒａｌｆｅｔｄｂｈｗｅｐａｇｅＦｒｒｍｅｉａｃｌｕａｉｓｂｓｄｏｏｒｓｅｉｃｒｈｎｏｉ

翼身融合水下滑翔机外形设计与水动力特性分析

Ｓｈａｐｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｌｅｎｄｅｄ－－ｗｉｎｇ－－ｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ
数，选用扁平椭球体作为翼身融合水下滑翔机壳体的基本形状；在此基础上，设计出翼身融合水下滑翔机的三维模型；最后，采用计算流体力学（ＣＦＤ）的方法对翼身融合水下滑翔机进行仿真模拟并分析其水动力性能，结果表明，采用翼身融合布局的水下滑翔机，其水动力性能得到显著提高。
ｄｅｓｉｇｎａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＢｌｅｎｄｅｄ－Ｗｉｎｇ－Ｂｏｄｙ（ＢＷＢ）ｕｎｄｅｗａｒｔｅｒｇｌｉｄｅｒ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｌｆａｔ
ｉｆｖｅｔｙｐｉｃａｌｄｅｓｉｎｔｇｙｐｅｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｈａｔｔｈｅｔｈｙｄｒｏｄｎａｙｍｉｃｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｏｆｈｅｔｕｎｄｅｗａｒｔｅｒｇｌｉｄｅｒｗｉｔｈｔｈｅｂｌｅｎｄｅｄ－ｗｉｎｇ－ｂｏｄｙｃｏｎｉｆｇｕｒａｔｉｏｎｉｓｓｉｎｉｇｉｆｃｎｔａｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．

尺度水下滑翔机的机翼设计与水动力分析

实验尺度水下滑翔机的机翼设计与水动力分析宫宇龙，马捷，刘雁集，张凯（上海交通大学海洋工程国家重点实验室，上海 200030）摘要：为获取优化的实验尺度水下滑翔机水平机翼外形，基于CFD 方法建立了滑翔机仿真模型。

分析了平板机翼各参数间的关系，结合滑翔机特性，将机翼的表征量简化为安装位置、后掠角、展长、展弦比和根梢比等5个设计参数。

通过对比分析各参数对升阻比的影响，提出了一种适用于实验尺度滑翔机的高升阻比水平机翼。

仿真研究了设计的机翼对滑翔机运动的影响，结果表明，滑翔机各状态变量快速收敛，保证了滑翔机在水池环境中的稳态滑翔时间。

关键词：水下滑翔机，平板翼型，机翼变量，FLUENT 仿真中图分类号：U674.941 文献标志码：A 【DOI 】Flat Wing Designing and Hydrodynamic Analysis for theLaboratory Underwater GliderGONG Y u-long, MA Jie, LIU Yan-ji, ZHANG Kai(State Key Laboratory of Ocean Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200030, China)Abstract: T o get a better wing designing for the laboratory underwater glider , a simulation model was made based on CFD. After the analysis of different parameters of the wing and the characters of glider , the five parameters as position, angle, length of the wing, aspect ratio, root shoot ratio are selected to be compared for the designing. After the comparison, a plat wing with higher lift-drag ratio for the laboratory underwater glider was designed. The experiment with the new plat wing indicated that the new design worked better and guaranteed the stability of the underwater glider .Key words: underwater glider; plat wing design; wing parameters; FLUENT simulation0 引言实验尺度的滑翔机机体较小，可在常规水池内完成稳态滑翔运动，便于研究滑翔机的参数辨识与控制等。

可控翼混合驱动水下滑翔机运动性能研究

可控翼混合驱动水下滑翔机运动性能研究田文龙;宋保维;刘郑国【摘要】提出了一种可控翼混合驱动水下滑翔机的概念,借助独立控制的左右滑翔翼和螺旋桨推进器,该滑翔机能够实现高效率滑翔推进和高机动性螺旋桨推进2种推进方式,可有效解决现有水下滑翔机或推进效率低或机动性差的问题.为了研究该滑翔机的运动性能,基于Newton-Euler法建立了六自由度运动数学模型.通过求解稳态滑翔运动平衡方程,定量分析了可控翼翻转角对滑翔机滑翔性能的影响.根据六自由度动力学模型,对该滑翔机的滑翔运动和螺旋桨推进运动进行了仿真研究,仿真结果表明可控翼混合驱动水下滑翔机相比常规水下滑翔机有较高的航行性能.%Underwater gliders are a new class of underwater vehicles. A hybrid-driven underwater glider with independently controllable wings has been designed at Northwestern Polytechnical University. The glider features high efficiency when penetrating the ocean like common underwater gliders and high maneuverability when propelled by a propeller. As part of the development, motion characteristics of the vehicle need to be analyzed. Sections 1, 2 and 3 explain our exploration. Their core consists of; " Firstly, we propose the novel layout of the hybrid-driven underwater glider with independently controllable wings; then, we establish the 6-DOF dynamic model based on Newton-Euler method with gravitation, buoyancy, added-mass and hydrodynamic forces considered; Thirdly, we study the effect of independently controllable wings on the vehicle motion performance quantitatively by solving the equilibrium equation.". Numerical simulations are performed in Section 4. The simulation results, given in Figs.4 through7, demonstrate preliminarily that: ( 1) hybrid-driven underwater glider with independently controllable wings has a better motion performance than those of previous gliders; (2) propeller can enhance the traveling velocity and maneuverability of the glider; (3) the vehicle is stable in all expected motion situations. Section 5 presents our preliminary main conclusions, which may be useful for the future manufacture of the vehicle.【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2013(031)001【总页数】7页(P122-128)【关键词】可控翼;混合驱动;水下滑翔机;运动性能;动力学建模【作者】田文龙;宋保维;刘郑国【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TJ6水下滑翔机是一种新型的自主水下航行器，它通过改变自身的负浮力和重浮心的相对位置，利用水平固定翼产生水平方向位移，实现了滑翔器在垂直剖面内的锯齿状轨迹运动，并通过尾舵摆动或改变横滚姿态实现转向运动［1］。

飞翼式混合驱动水下滑翔机水动力与运动特性研究

飞翼式混合驱动水下滑翔机水动力与运动特性研究王金强;王聪;魏英杰;张成举【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2018(039)008【摘要】为了提高水下滑翔机的水动力性能和滑翔经济性,提出一种新型飞翼式混合驱动水下滑翔机.为了研究飞翼式混合驱动水下滑翔机的水动力和运动特性,基于计算流体力学Openfoam软件,采用剪切应力传递湍流模型对其在航速为0.5～3.0m/s和攻角、漂角均为0°～21 °工况下流动特性进行分析,并将分析结果与实验结果进行对比;对于运动特性,则基于多体动力学理论,并考虑姿态调节过程中参数变化影响,建立飞翼式混合驱动水下滑翔机运动仿真模型,分别对其推进和滑翔两种典型运动状态进行仿真和外场实验.研究结果表明:仿真结果与外场实验结果具有良好的一致性,验证了仿真方法的准确性,且与传统混合驱动水下滑翔机相比,飞翼式混合驱动水下滑翔机阻力系数随攻角变化速率较大,但随漂角变化速率较小,并具有更优的滑翔经济性和综合水动力性能.【总页数】9页(P1556-1564)【作者】王金强;王聪;魏英杰;张成举【作者单位】哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】P715.5+3【相关文献】1.飞翼式碟形水下滑翔机流动与运动特性分析 [J], 王金强;王聪;魏英杰;张成举2.混合驱动水下滑翔机水动力参数辨识 [J], 牛文栋;王延辉;杨艳鹏;朱亚强;王树新3."海鲟4000"水下滑翔机水动力特性与滑翔性能研究 [J], 刘来连; 闵强利; 张光明4.水下滑翔机高效滑翔水动力性能研究 [J], 李永成;马峥;王小庆5.混合驱动水下滑翔机动力学建模与海试研究 [J], 王树新;刘方;邵帅;王延辉;牛文栋;吴芝亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

水下滑翔机的设计与控制

水下滑翔机的设计与控制随着科技的不断进步，水下滑翔机作为一种新型的无人遥测平台，逐渐引起人们的关注。

水下滑翔机是一种能够在水下按照预定的轨迹进行运动的自主水下航行器。

与传统人工控制的水下航行器相比，它具有更高的自主性和灵活性，并可以长时间进行水下观测和数据采集。

本文将从水下滑翔机的原理、设计和控制等方面分析其特点和应用前景。

一、水下滑翔机的原理水下滑翔机采用的是“片翼滑翔”原理。

它的原理来源于鲨鱼等一些动物在水中行进时，通过操纵水的流动，实现高效的运动方式。

该原理主要是通过改变机身的上下倾斜角度和前后滑行姿态，使机身在水中下滑、上升和滑翔的运动方式，实现机身的推进和运动。

二、水下滑翔机的设计水下滑翔机主要由机身、动力系统、控制系统和传感器等组成。

其中，机身是水下滑翔机的核心部件，主要负责实现水下滑翔的运动方式。

在机身的前端安装传感器和控制系统，用于实现自主控制和数据采集。

1. 机身设计水下滑翔机的机身通常采用双圆筒形结构，相邻两圆筒间隔装有可伸缩的翼片。

其机身外形与鲨鱼类似，能够通过上下调整、前后滑行等方式实现运动控制。

机身中央部分为电池和控制系统，同时配有浮力块以保持运动的平衡。

2. 动力系统设计水下滑翔机的动力系统主要由电池和电动机组成，具有环保、高耐用、低噪音等特点。

其电池通常采用锂电池，能够支持长时间的运行；电动机则是通过传动链条带动翼片，实现机体在水中的上下移动。

3. 控制系统设计负责水下滑翔机自主控制和姿态的检测。

通常采用导航、GPS、陀螺仪等探测器组成。

能够在水下自主寻址、避障、测量、互动等操作。

其中的导航系统主要是用来判断机身运动的方向和速度；GPS系统用来判断机体的位置和测量深度；陀螺仪则用于测量姿态角和加速度。

4. 传感器设计水下滑翔机的传感器主要包括水温、水压、水流速等探测。

其中的水温、水压能够反映海洋环境的变化；水流速则反映水体中水流的情况。

通过传感器所采集到的数据，可以对海洋环境进行深入了解，并为相关科学研究提供重要支持。

微结构湍流测量水下滑翔机设计与试验研究

ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｂｏｔｈｔｈｅａｉｒｆｏｉｌｓｈｅａｒｐｒｏｂｅ ’ Ｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｕｎｄｅｗａｒｔｅｒｇｌｉｄｅｒ ’ Ｓｍｏｔｉｏｎ￣ａｕｒｔｅ．Ｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｔｈｅｗａｙａｎｄｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｉｒｆｏｉｌｓｈｅａｒｐｒｏｂｅｏｎｕｒｔｂｕｌｅｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｓｕｄｔｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｍｏｔｉｏｎｆｅａｔｕｒｅｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｏｒｆｍｉｃｒｏ — ｓｔｒｕｃｕｒｔｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｅａｓ￣ｅｍｅｎｔｉＳａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ｓｅａｔｉａｒｌｓａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅｕｎｄｅｗａｒｔｅｒｇｌｉｄｅｍｅａｓ￣ｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｍｏｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｎｄａｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｕｒｔｂｕｌｅｎｃｅＫｅｙｗｏｒｄｓ：ａｉｒｆｏｉｌｓｈｅａｒｐｒｏｂｅ；ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ；ｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌ；ｍｉｃｒｏ・ｓｔｒｕｃｕｒｔｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ

外形参数对翼身融合水下滑翔机的高升阻比特性影响研究

第３５卷第２期２０２１年４月　江苏科技大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）　Ｖｏｌ３５Ｎｏ２Ａｐｒ．２０２１ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０２１．０２．００３外形参数对翼身融合水下滑翔机的高升阻比特性影响研究张代雨，王志东，凌宏杰，朱信尧（江苏科技大学船舶与海洋工程学院，镇江２１２１００）摘　要：针对翼身融合水下滑翔机，分析了各种外形参数对其升阻比的影响大小排列，以提高外形设计效率．首先，基于势流理论和粘性修正，提出一种可实现翼身融合水下滑翔机外形参数大变形情况下的升阻比快速计算方法；然后，采用最优拉丁超立方设计进行外形参数的高效均匀采样，并建立多元二次回归模型对样本数据进行最小二乘拟合；最后，根据归一化的回归模型系数，得到不同外形参数对升阻比的影响率大小排列．结果表明，扭转角、攻角及两者的耦合参数对升阻比的影响显著，在翼身融合水下滑翔机外形设计时应优先调整．关键词：水下滑翔机；升阻比计算；最优拉丁超立方设计；多元二次回归模型中图分类号：Ｕ６７４９４１文献标志码：Ａ文章编号：１６７３－４８０７（２０２１）０２－０１９－０５收稿日期：２０１９－１１－０４修回日期：２０２０－０４－１６基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１９０９１１０）；江苏省高等学校自然科学研究基金资助项目（１９ＫＪＢ５７０００１）；江苏省高校高技术船舶协同创新计划项目（ＨＺ２０１９００１９）作者简介：张代雨（１９８８—），男，博士，讲师，研究方向为水下航行器设计．Ｅｍａｉｌ：ｄａｉｙｕ．ｚｈａｎｇ＠ｏｕｔｌｏｏｋ．ｃｏｍ引文格式：张代雨，王志东，凌宏杰，等．外形参数对翼身融合水下滑翔机的高升阻比特性影响研究［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０２１，３５（２）：１９－２３．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０２１．０２．００３．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｈｉｇｈｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｗｉｔｈｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙＺＨＡＮＧＤａｉｙｕ，ＷＡＮＧＺｈｉｄｏｎｇ，ＬＩＮＧＨｏｎｇｊｉｅ，ＺＨＵＸｉｎｙａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＮａｖａｌＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｗｉｔｈｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏｉｓｓｔｕｄｉｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｑｕｉｃｋｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｌｏｗｔｈｅｏｒｙａｎｄｖｉｓｃｏｕｓｉｔｙｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｗｉｔｈｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌＬａｔｉｎｈｙｐｅｒｃｕｂｅｄｅｓｉｇｎｉｓｕｓｅｄｔｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙａｎｄｕｎｉｆｏｒｍｌｙｓａｍｐｌｅｔｈｅｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ａｎｄｔｈｅｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅｑｕａｄｒａｔｉｃｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｆｉｔｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓａｍｐｌｅｄａｔａ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｏｒｄｅｒｏｆｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏｉｓｏｂｔａｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｎｏｒｍａｌｉｚｅｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｗｉｓｔａｎｇｌｅ，ａｎｇｌｅｏｆａｔｔａｃｋａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｕｐｌｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｈａｖｅｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅａｄｊｕｓｔｅｄｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｓｈａｐｅｄｅｓｉｇｎｏｆｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏ，ｏｐｔｉｍａｌＬａｔｉｎｈｙｐｅｒｃｕｂｅｄｅｓｉｇｎ，ｍｕｌｔｉｐｌｅｑｕａｄｒａｔｉｃｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌ海洋占地球表面积的７１８％，具有丰富的自然资源，世界上各国对海洋资源的开发与利用日益重视．水下滑翔机（ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ，ＡＵＧ）［１－４］作为一种新型的水下航行器，主要通过调节净浮力来改变其运动姿态，实现在水中的滑翔运动．其对能源的需求量小，制造成本低，可以长时间在不同深度、不同广度的海域中航行，目前越来越受到各国研究人员的重视．相较于由回转体、水翼和操纵面组成的传统布局水下滑翔机，翼身融合水下滑翔机具有翼型剖面形状的扁平机身，且水翼与机身平滑地融合在一起，可大幅提高升阻比．但翼身融合水下滑翔机的外形曲面复杂，需要使用大量的外形参数进行描述，在水下滑翔机设计过程中若对这些参数都进行详细设计，效率不高．因此，分析各种外形参数对升阻比的影响，划分出外形主要影响参数和次要影响参数，可指导设计者进行快速设计，减少设计成本，提高设计效率．采用试验设计方法（ｄｅｓｉｇｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ＤＯＥ）［５－６］可进行翼身融合水下滑翔机外形参数对升阻比的影响率分析，但需要对生成的每一个样本点进行相应的升阻比计算．目前，计算流体力学（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ，ＣＦＤ）方法为常用的翼身融合水下滑翔机升阻比计算方法［７－９］，并且经过科研人员多年的努力，已开发出ＣＦＸ、ＦＬＵＥＮＴ和ＳＴＡＲ－ＣＤ等多款成熟的商业ＣＦＤ软件［１０－１３］，均可应用于翼身融合水下滑翔机升阻比的精确计算．但ＣＦＤ方法主要通过对流体计算域进行网格划分得到空间网格，并在空间网格上建立离散的大规模代数方程组，进而进行流体动力参数的求解，计算耗时较长，此外对空间网格（也称为体网格）的质量要求较高［１４］．而使用ＤＯＥ方法进行翼身融合水下滑翔机的升阻比影响参数分析时，所需的外形参数变化范围较大，无论是网格自动生成还是网格变形方法均会导致新生成的网格质量较差，不能应用于多样本点的升阻比自动计算，若手工对每一个样本点进行计算，计算时间大幅增加；此外，所需的样本点较多，由于每个样本点的ＣＦＤ耗时严重，导致总的计算耗时十分严重．针对上述问题，文中首先基于势流理论，提出一种翼身融合水下滑翔机的升阻比快速计算方法，实现外形参数大变形情况下的升阻比快速计算；然后，采用最优拉丁超立方设计进行样本采样，并建立回归模型对样本点数据进行分析；最后，得到水下滑翔机外形参数对升阻比的影响率大小排列．１　翼身融合水下滑翔机外形参数借鉴于航空中新一代飞行器翼身融合布局［１５］的高升阻比特点，翼身融合水下滑翔机外形主要采用扁平椭球机身，且机身与机翼平滑连接，且每一个横截面均为翼型剖面．图１为１１个翼型剖面组成的翼身融合水下滑翔机外形，其外形左右对称．分析图１可知，翼身融合水下滑翔机的几何外形建模主要由两类参数决定：（１）每个翼型剖面的形状参数．形状参数具体指的是每个展向翼型剖面所选择的翼型类型、弦长和厚度等参数．（２）每个翼型剖面的扭转角参数．扭转角是各个展向位置翼型剖面弦长相对于翼根剖面弦长扭转的角度，当扭转使翼型剖面前缘向下时为负值，使前缘向上时为正值．图１　翼身融合水下滑翔机外形Ｆｉｇ．１　Ｓｈａｐｅｏｆｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ２　水下滑翔机的升阻比快速计算基于势流理论，提出一种翼身融合水下滑翔机的升阻比快速计算方法，并对其进行了粘性修正．由于该方法仅需对外形表面进行离散化，因此，与ＣＦＤ方法对体网格的高质量要求相比，对表面网格的质量要求大大降低，可实现外形参数大变形情况下的升阻比快速计算．２１　基于势流理论的升阻比快速计算为了计算翼身融合水下滑翔机的升阻比，给定翼身融合水下滑翔机外形和相应的边界条件后，需要对外形外部的流体计算域Ｖ进行求解．如果流体计算域中的流体被认为是无漩不可压的，则控制方程为：２Φ＝０（１）式中Φ为速度势函数．在滑翔机的固定体坐标系中，相应的边界条件为： Φ·ｇｎ＝０物面边界上（２）ｌｉｍｒ→∞（ Φ－ｖ）＝０　无穷远处（３）式中：ｎ为物面边界上的法向单位向量；ｖ为无穷远处来流速度．基于格林公式，计算域内任一点的速度势可表示为：Φ（ｐ）＝１４π∫ＳＢ＋ＳＷμｎ· １()ｒｄＳ－１４π∫ＳＢσ１()ｒｄＳ＋Φ∞（ｐ）（４）０２江苏科技大学学报（自然科学版）２０２１年式中：ＳＢ为水下滑翔机外形表面；ＳＷ为尾涡面；ｒ为点ｐ到外形表面上一点的距离；σ为外形表面上分布的源汇强度；μ为外形表面上分布的偶极子强度．在式（４）中，σ和μ的分布未知，若求得σ和μ的值，则计算域内任一点ｐ的速度势均可通过式（４）求解．因式（４）对外形表面的每一个点均成立，文中将外形表面进行离散，划分为许多小的面元，并在每个面元的中点处引入式（４）进行速度势计算，进而得到一组线性代数方程组：∑Ｎｊ＝１（Ｃｉｊμｊ＋Ｂｉｊσｊ）＋∑Ｎｗｊ＝１Ｃｗｉｊμｗｊ＝０ｉ＝１，…，Ｎ（５）式中：μｊ和σｊ为每一个面元分布的偶极子和源汇强度；μｗｊ为每一个尾涡面元上分布的偶极子强度；Ｃｉｊ、Ｂｉｊ和Ｃｗｉｊ均为系数因子，具体计算表达式为：Ｃｉｊ＝１４π∫Ｓｊｎ· １()ｒｄＳ　ｉ≠ｊ－１２{ｉ＝ｊＢｉｊ＝－１４π∫Ｓｊ１ｒｄＳ（６）Ｃｗｉｊ＝１４π∫Ｗｊｎ· １()ｒｄＳ式中：Ｓｊ和Ｗｊ分别为水下滑翔机外形上的面元和尾涡面上的面元．求解方程式（５），可得到σ和μ值．然后，基于伯努利方程和Ｔｒｅｆｆｔｚ平面法可求得水下滑翔机外形的压力分布和诱导阻力，进而可实现升阻比的快速计算．２２　考虑粘性的升阻比修正求解的无粘流场可以用以计算精确的诱导阻力，但不能计算水下滑翔机受到的粘性阻力，需要对其进行粘性修正．进行耦合的边界层和势流求解是一种常用的粘性修正方法，通过该方法可以包含边界层的影响，进而计算粘性阻力，但需要边界层和势流的耦合迭代求解，计算量大．文中采用一种简单的方法进行粘性阻力修正．首先，确定位于水下滑翔机后缘的面元个数，并以每个后缘面元的中点为展向位置，截取水下滑翔机的横截面，建立等后缘面元个数的翼型剖面．然后，假设在每个翼型剖面上，粘性阻力系数与升力系数是二次函数关系：ｃｄ０＝α１（Ｒｅ）ｃ２ｌ＋α２（Ｒｅ）ｃｌ＋α３（Ｒｅ）（７）式中：ｃｄ０为每个翼型剖面的粘性阻力系数；ｃｌ为每个翼型剖面的升力系数；α１，α２，α３为二次函数系数，其与各个翼型剖面的局部雷诺数有关，具体通过各个翼型的阻力极曲线或者阻力数据拟合函数计算．最后，在展向方向对每个翼型剖面的粘性阻力系数进行积分，即可得到整个水下滑翔机的粘性阻力系数，进而对升阻比进行粘性修正．２３　翼身融合水下滑翔机实例验证采用一型左右对称的翼身融合水下滑翔机对提出的升阻比快速计算方法进行验证，其具体外形如图１．分别采用Ｆｌｕｅｎｔ软件和所提方法计算不同攻角下的升阻比大小，并将结果进行对比．需说明的是因外形左右对称，使用Ｆｌｕｅｎｔ软件和所提方法计算升阻比时，均设置对称边界，取右半边外形进行计算，以加快计算速度．图２为使用文中所提方法进行翼身融合水下滑翔机升阻比计算时的面元网格，图３为计算后的表面压力系数分布．图２　翼身融合水下滑翔机表面的面元网格Ｆｉｇ．２　Ｓｕｒｆａｃｅｇｒｉｄｏｆｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ图３　翼身融合水下滑翔机表面的压力系数分布Ｆｉｇ．３　Ｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ表１为不同攻角下，Ｆｌｕｅｎｔ软件和文中所提方法计算的升阻比大小．表１　Ｆｌｕｅｎｔ和文中方法的升阻比计算结果对比Ｔａｂｌｅ１　ＲｅｓｕｌｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏｃｏｍｐｕｔｅｄｂｙＦｌｕｅｎｔａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｍｅｔｈｏｄ攻角／（°）升阻比Ｆｌｕｅｎｔ文中方法２２１１２１５４２７８２７３６２５９２５４８２１８２２１１０１８６１９１分析表１可知，与Ｆｌｕｅｎｔ计算结果相比，文中１２第２期张代雨，等：外形参数对翼身融合水下滑翔机的高升阻比特性影响研究所提方法的计算误差在３％以内，满足后续分析所需的计算精度要求．３　外形参数对升阻比的影响基于ＤＯＥ方法进行翼身融合水下滑翔机外形参数的样本采样，并建立回归模型进行外形参数对升阻比的影响大小分析．３１　最优拉丁超立方采样进行升阻比主因素分析前，需要采用ＤＯＥ方法合理而有效地获得不同水下滑翔机外形参数相关联的升阻比数据值，并使用最少的样本点数目获得最多的升阻比信息．目前，常用的ＤＯＥ方法主要包括全因子设计、部分因子设计、正交数组、中心组合设计、拉丁超立方设计、最优拉丁超立方设计等［１６］．其中，拉丁超立方设计对设计空间的填充能力强，相比全因子设计，可以用更少的样本点填充满整个空间．此外，拉丁超立方设计的拟合非线性响应能力强，相比正交试验，采用同样的样本点个数可以研究更多的因素组合．最优拉丁超立方设计是对拉丁超立方设计的进一步改进，使所有的样本点更加均匀地分布在整个设计空间，具有更好的空间填充性和均衡性．因此，文中使用最优拉丁超立方方法进行翼身融合水下滑翔机样本点的采样．首先，选择翼身融合水下滑翔机的外形左右对称，取一半外形进行升阻比计算，文中仅选取与右半边６个翼型剖面相关联的参数作为试验设计的因子，且具体分为两类：①６个翼型剖面的厚度比例参数Ｔｈｉｃｋｉ（ｉ＝１，…，６），通过改变其值的大小可改变每个翼型剖面的厚度；②６个翼型剖面的扭转角参数Ｔｈｅｔａｉ（ｉ＝１，…，６），通过改变其值大小可改变每个翼型剖面在ｘｙ平面的旋转角度．此外，考虑到翼身融合水下滑翔机的攻角对升阻比的影响显著，文中还将攻角Ａｌｐｈａ作为试验设计的因子．综上，各个试验因子的具体描述如表２．表２　试验设计因子描述Ｔａｂｌｅ２　ＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆＤＯＥｆａｃｔｏｒｓ试验因子上下限定义Ｔｈｉｃｋｉ［０８，１２］翼型厚度比例Ｔｈｅｔａｉ［０，２］翼型剖面旋转角Ａｌｐｈａ［０，６］攻角对于上述翼身融合水下滑翔机的１３个试验设计因子，采用最优拉丁超立方方法对其进行取样，设置取样个数为５０个．针对生成的５０个参数样本点，采用文中提出的方法快速计算相应的水下滑翔机升阻比Ｌ／Ｄ数据值．３２　外形参数对升阻比的影响排列使用多元二次回归模型［１７］进行各种翼身融合水下滑翔机外形参数对升阻比的影响大小排列．首先，根据以上得到的水下滑翔机参数样本点和升阻比Ｌ／Ｄ数据值，建立多元二次回归模型：ｙ＝θ＋∑αｉｘｉ＋∑βｉｘ２ｉ＋∑ｉ≠ｊγｉｊｘｉｘｊ（８）式中：θ、αｉ、βｉ和γｉｊ为回归模型中各项的系数．αｉ、βｉ和γｉｊ反映了回归模型中每一项对响应的效应．其中：αｉ为回归模型的线性主效应；βｉ为回归模型的二阶主效应；γｉｊ为回归模型的交互效应．为了更客观、直观地反应各个输入变量对响应的影响，对多元二次回归模型的建立过程进行归一化．首先，将输入变量统一归一化到［－１，＋１］后，使用最小二乘法求式（８）中系数；然后，将归一化后的回归模型系数通过式（９）转化为影响率百分比．Ｎαｉ＝１００αｉ∑｜αｉ｜＋∑｜βｉ｜＋∑｜γｉｊ｜Ｎβｉ＝１００βｉ∑｜αｉ｜＋∑｜βｉ｜＋∑｜γｉｊ｜（９）Ｎγｉ＝１００γｉ∑｜αｉ｜＋∑｜βｉ｜＋∑｜γｉｊ｜然后，基于由式（８、９）建立的归一化多元二次回归模型及计算出的影响率百分比，使用Ｐａｒｅｔｏ图描述回归模型中各项对升阻比的影响程度百分比（图４），图中浅色的条形表示正影响，深色的条形则表示反影响．图４　各类参数对升阻比Ｌ／Ｄ影响的Ｐａｒｅｔｏ图Ｆｉｇ．４　Ｐａｒｅｔｏｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅｌｉｆｔｔｏｄｒａｇｒａｔｉｏ由图４可知，Ｔｈｅｔａ１和Ｔｈｅｔａ３的乘积项对Ｌ／Ｄ具有最大的正影响，Ｔｈｅｔａ１和Ａｌｐｈａ的乘积项对Ｌ／Ｄ具有最大的反影响；紧接着对Ｌ／Ｄ具有正影响的因素从大到小依次为Ａｌｐｈａ、Ｔｈｅｔａ２和Ｔｈｅｔａ６２２江苏科技大学学报（自然科学版）２０２１年的乘积项、Ｔｈｅｔａ２和Ｔｈｉｃｋ１的乘积项等，对Ｌ／Ｄ具有反影响的因素从大到小依次为Ｔｈｅａｔａ１和Ｔｈｉｃｋ４的乘积项、Ａｌｐｈａ的平方项、Ｔｈｅｔａ２和Ｔｈｉｃｋ４的乘积项等．综合来看，扭转角参数、攻角参数和两者的耦合项对Ｌ／Ｄ的影响显著，厚度比例参数及与其有关的耦合项对Ｌ／Ｄ的影响相对较弱，因此，在翼身融合水下滑翔机的外形设计过程中，应主要对扭转角参数和攻角参数进行调整，以改善翼身融合水下滑翔机的升阻比特性．４　结论（１）提出一种翼身融合水下滑翔机的升阻比快速计算方法，该方法首先基于势流理论计算出压力分布和诱导阻力，再进行粘性修正，计算出精确的升阻比．相比于ＣＦＤ方法，所提方法计算耗时少，仅需生成表面网格，对网格的质量要求低．实例验证表明，所提方法的计算误差在３％以内．（２）基于提出的升阻比快速计算方法，对最优拉丁超立方设计生成的样本点进行自动升阻比计算，并建立多元二次回归模型对计算的数据进行分析．结果表明，扭转角、攻角和其耦合参数对Ｌ／Ｄ的影响显著，在翼身融合水下滑翔机外形设计中应优先调整以提高设计效率．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］　ＲＵＤＮＩＣＫＤＬ，ＰＡＮＣｈｕｄｏｎｇ．Ｏｃｅａｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｎａｂｌｅｄｂｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｓ［Ｊ］．ＡｎｎｕａｌＲｅｖｉｅｗｏｆＭａｒｉｎｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０１６，８（１）：５１９－５４１．ＤＯＩ：１０．１１４６／ａｎｎｕｒｅｖｍａｒｉｎｅ－１２２４１４－０３３９１３．［２］　ＦＡＮＳ，ＷＯＯＬＳＥＹＣＡ．Ｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｓｉｎｃｕｒｒｅｎｔｓ［Ｊ］．ＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１４（８４）：２４９－２５８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｏｃｅａｎｅｎｇ．２０１４．０３．０２４．［３］　沈新蕊，王延辉，杨绍琼，等．水下滑翔机技术发展现状与展望［Ｊ］．水下无人系统学报，２０１８，２６（２）：８９－１０５．ＤＯＩ：１０．１１９９３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－３９２０．２０１８．０２．００１．ＳＨＥＮＸｉｎｒｕｉ，ＷＡＮＧＹａｎｈｕｉ，ＹＡＮＧＳｈａｏｑｉｏｎｇ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｓ：ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｍａｎｎｅｄＵｎｄｅｒｓｅａＳｙｓｔｅｍｓ，２０１８，２６（２）：８９－１０５．ＤＯＩ：１０．１１９９３／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－３９２０．２０１８．０２．００１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］　ＬＩＣ，ＷＡＮＧＰ，ＤＯＮＧＨ，ｅｔａｌ．Ａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｓｈａｐｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒｓ［Ｊ］．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄＭｕｌｔｉｄｉｓｃｉｐｌｉｎａｒｙＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，２０１８，５８（５）：２１８９－２２０２．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ００１５８－０１８－２００５－４．［５］　ＰＡＵＬＯＦ，ＳＡＮＴＯＳＬ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｆｏｒｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣ，２０１７（７７）：１３２７－１３４０．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｓｅｃ．２０１７．０３．２１９．［６］　ＷＡＮＧＺ，ＹＵＪ，ＺＨＡＮＧＡ，ｅｔａｌ．Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｇｅｏｍｅｔｒｉｃｍｏｄｅｌａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓｈａｐｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆａｆｌｙｉｎｇｗｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，３１（６）：７０９－７１５．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ１３３４４－０１７－００８１－７．［７］　李冬琴，章易立，李鹏，等．支柱形式对小水线面双体船波浪增阻和运动响应的影响［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０２０，３４（１）：１－７．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０２０．０１．００１．ＬＩＤｏｎｇｑｉｎ，ＺＨＡＮＧＹｉｌｉ，ＬＩＰｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｒｕｔｆｏｒｍｏｎａｄｄｅｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｍｏｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｓｍａｌｌｗａｔｅｒｐｌａｎｅａｒｅａｔｗｉｎｈｕｌｌ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０２０，３４（１）：１－７．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０２０．０１．００１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［８］　孙春亚，宋保维，王鹏．翼身融合水下滑翔机外形设计与水动力特性分析［Ｊ］．舰船科学技术，２０１６，３８（１０）：７８－８３．ＤＯＩ：１０．３４０４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７６１９．２０１６．０１０．０１５．ＳＵＮＣｈｕｎｙａ，ＳＯＮＧＢａｏｗｅｉ，ＷＡＮＧＰｅｎｇ．Ｓｈａｐｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ［Ｊ］．ＳｈｉｐＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，３８（１０）：７８－８３．ＤＯＩ：１０．３４０４／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－７６１９．２０１６．０１０．０１５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［９］　王金强，王聪，魏英杰，等．飞翼式碟形水下滑翔机流动与运动特性分析［Ｊ］．哈尔滨工业大学学报，２０１８，５０（４）：１３７－１４３．ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７－６２３４．２０１７０７０８４．ＷＡＮＧＪｉｎｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧＣｏｎｇ，ＷＥＩＹｉｎｇｊｉｅ，ｅｔａｌ．Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｏｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｌｙｉｎｇｗｉｎｇｄｉｓｈｓｈａｐｅｄａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｇｌｉｄｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，５０（４）：１３７－１４３．ＤＯＩ：１０．１１９１８／ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７－６２３４．２０１７０７０８４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１０］　凌杰，王毅，窦朋，等．钝体滑行艇喷溅阻力计算方法研究［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１８，３２（４）：４５９－４６４．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１８．０４．００１．ＬＩＮＧＪｉｅ，ＷＡＮＧＹｉ，ＤＯＵＰｅｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆｓｐｒａｙｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｂｌｕｎｔｂｏｄｙｐｌａｎｉｎｇｃｒａｆｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１８，３２（４）：４５９－４６４．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１８．０４．００１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）（下转第５１页）３２第２期张代雨，等：外形参数对翼身融合水下滑翔机的高升阻比特性影响研究［２］　吕萌，蔡金燕，张志斌．多退化模式下的电子装备可靠性建模［Ｊ］．火力与指挥控制，２００９，３４（１０）：１６４－１６６，１７０．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－０６４０．２００９．１０．０４５．ＬＭｅｎｇ，ＣＡＩＪｉｎｙａｎ，ＺＨＡＮＧＺｈｉｂｉｎ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｍｏｄｅｌｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｕｎｄｅｒｍｕｌｔｉｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｍｏｄｅ［Ｊ］．ＦｉｒｅＣｏｎｔｒｏｌ＆ＣｏｍｍａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３４（１０）：１６４－１６６，１７０．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－０６４０．２００９．１０．０４５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３］　黄周霖，王召斌，王佳炜，等．磁继电器长贮零失效情况下的Ｂａｙｅｓ可靠性评估方法［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１９，３３（５）：６７－７２．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１９．０５．０１１．ＨＵＡＮＧＺｈｏｕｌｉｎ，ＷＡＮＧＺｈａｏｂｉｎ，ＷＡＮＧＪｉａｗｅｉ，ｅｔａｌ．Ｂａｙｅｓｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｌｏｎｇｓｔｏｒａｇｅｚｅｒｏｆａｉｌｕｒｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｌａｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１９，３３（５）：６７－７２．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１９．０５．０１１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［４］　王召斌．航天电磁继电器贮存可靠性退化试验与评价方法的研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１３．［５］　董宝旭．继电器类单机加速贮存试验及可靠性评价研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１６．［６］　马跃．航天继电器失效机理与寿命预测方法的研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１３．［７］　葛蒸蒸，王悦庭，赵文晖，等．多元加速退化数据评估弹上产品贮存可靠性［Ｊ］．现代防御技术，２０１８，４６（２）：１３０－１３６．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－０８６ｘ．２０１８．０２．０２１．ＧＥＺｈｅｎｇｚｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＹｕｅｔｉｎｇ，ＺＨＡＯＷｅｎｈｕｉ，ｅｔａｌ．Ｅｖａｌｕａｔｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｓｔｏｒａｇｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｄａｔａ［Ｊ］．ＭｏｄｅｒｎＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１８，４６（２）：１３０－１３６．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－０８６ｘ．２０１８．０２．０２１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［８］　黄晓毅．航天继电器贮存加速试验及寿命预测方法的研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１３．［９］　ＹＥＸ，ＬＩＮＹ，ＷＡＮＧＱ，ｅｔａｌ．Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｂａｓｅｄｓｔｏｒａｇｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｌｉｎｇａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ［Ｊ］．ＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，２０１８（８８，９０）：１０７－１１０．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｍｉｃｒｏｒｅｌ．２０１８．０６．０８５．［１０］　邵丹．密封式继电器贮存寿命预测方法的研究［Ｄ］．天津：河北工业大学，２０１５．［１１］　余琼．航天继电器可靠性评价及寿命试验方法的研究［Ｄ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２０１１：２６－３３．（责任编辑：曹莉檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶）（上接第２３页）［１１］　谢云平，张韬，徐晓森，等．内河肥大型货船浅水阻力计算方法研究［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１９，３３（１）：１－５．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１９．０１．００１．ＸＩＥＹｕｎｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＴａｏ，ＸＵＸｉａｏｓｅｎ，ｅｔａｌ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｓｈａｌｌｏｗｗａｔｅｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｉｎｌａｎｄｆａｔｃａｒｇｏｓｈｉｐｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１９，３３（１）：１－５．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１９．０１．００１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１２］　刘斌．Ｆｌｕｅｎｔ１９．０流体仿真从入门到精通［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０１９．［１３］　张春燕，马超，晏飞．基于ＣＦＤ－ＤＥＭ方法的不同弯径比弯管中气固两相流动特性［Ｊ］．江苏科技大学学报（自然科学版），２０１８，３２（６）：８０３－８０８．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１８．０６．００９．ＺＨＡＮＧＣｈｕｎｙａｎ，ＭＡＣｈａｏ，ＹＡＮＦｅｉ．ＧａｓｓｏｌｉｄｔｗｏｐｈａｓｅｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅｌｂｏｗｐｉｐｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｅｎｄｉｎｇｒａｄｉｕｓｒａｔｉｏｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＣＦＤ－ＤＥＭｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ），２０１８，３２（６）：８０３－８０８．ＤＯＩ：１０．１１９１７／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４８０７．２０１８．０６．００９．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１４］　ＫＥＮＮＥＤＹＧＪ，ＭＡＲＴＩＮＳＪＲ．Ａｐａｒａｌｌｅｌａｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒａｉｒｃｒａｆｔｄｅｓｉｇｎｓｔｕｄｉｅｓ［Ｊ］．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＭｕｌｔｉｄｉｓｉｃＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，２０１４，５０（６）：１０７９－１１０１．ＤＯＩ：１０．１００７／ｓ００１５８－０１４－１１０８－９．［１５］　ＱＩＮＮ，ＶＡＶＡＬＬＥＡ，ＭＯＩＧＮＥＡＬ，ｅｔａｌ．Ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｂｌｅｎｄｅｄｗｉｎｇｂｏｄｙａｉｒｃｒａｆｔ［Ｊ］．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００４，４０（６）：３２１－３４３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｐａｅｒｏｓｃｉ．２００４．０８．００１．［１６］　韩中华，张科施．基于代理模型的工程设计：实用指南［Ｍ］．北京：航空工业出版社，２０１８．［１７］　王婵．粒子群算法的改进及其在ＣＲＨ３型动车组结构优化的应用研究［Ｄ］．北京：北京交通大学，２０１８．（责任编辑：贡洪殿）１５第２期李维燕，等：基于主元分析的电磁继电器贮存失效机理研究。

为什么飞机的机翼形状会影响飞行

为什么飞机的机翼形状会影响飞行飞机的机翼是其最重要的组成部分之一，其形状对飞行性能有着重大影响。

在设计飞机的机翼形状时，工程师们考虑着多种因素，包括气动性能、稳定性和操纵性等。

本文将详细讨论飞机的机翼形状对飞行性能的影响。

一、机翼气动性能飞机在飞行过程中，机翼必须产生足够的升力来克服重力，这取决于机翼的气动性能。

机翼的气动性能主要取决于其截面形状，即机翼剖面的空气流动特性。

不同的机翼剖面形状会产生不同的升阻比（Lift-to-Drag Ratio），这是衡量机翼气动性能的指标。

常见的机翼剖面形状有平直翼、椭圆翼、角形翼等。

平直翼形状简单，适用于低速飞行，但其升阻比较低，效率较低。

椭圆翼形状更适用于高速飞行，其升阻比较高，效率更高。

角形翼则结合了平直翼与椭圆翼的特点，适用于中速飞行。

二、机翼稳定性机翼的形状对飞机的稳定性也有着重要影响。

稳定性是指飞机在受到外力干扰后能够自动回复平衡的能力。

一个稳定的飞机更容易控制和操纵，减少飞行员的负担。

机翼的形状可以通过改变其前缘后掠角和悬臂角等参数来影响飞机的稳定性。

前缘后掠角是指机翼前缘线与飞行方向之间的夹角，悬臂角是指机翼与飞机机身之间的夹角。

适当的前缘后掠角和悬臂角设计可以使得飞机具有良好的稳定性和操纵性。

三、机翼操纵性机翼的操纵性指的是飞机在飞行中通过机翼的姿态调整来实现姿态控制、转弯和俯仰等动作。

机翼形状对机翼的操纵性有着直接影响。

机翼的形状可以影响机翼的扭转刚度和扰动传播。

通常来说，机翼的扭转刚度越大，飞机的操纵性越好。

此外，机翼形状的变化还会对机翼表面产生压力分布的变化，从而影响机翼的升力和阻力特性，进而影响飞机的操纵性。

结论飞机的机翼形状对飞行性能具有重要影响。

机翼的气动性能、稳定性和操纵性都受到机翼形状的制约。

通过合理设计和优化机翼形状，可以提高飞机的飞行效率、稳定性和操纵性能，进而提升整体飞行安全性和操作效果。

设计飞机机翼形状需要综合考虑多个因素，包括飞行速度、飞行高度、任务需求等。

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