_大型飞机气动设计中的CFD技术
计算流体力学在飞机气动设计中的应用
计算流体力学在飞机气动设计中的应用飞机气动设计过程中需要进行气动性能分析和优化设计，以获得更优秀的性能。
计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）是利用数值方法分析流体流动和传热过程的一种技术，可以在计算机上模拟复杂流体流动现象。
CFD的应用已经成为现代工程设计中不可或缺的一部分，也成为了飞机气动设计中的必备工具。
一、CFD在飞机的气动设计中的应用CFD技术在飞机的气动设计中应用非常广泛。
飞机的气动设计涵盖的范围很广，包括机身、机翼、尾翼、进气口和喷气口等多个方面。
CFD技术可以应用在飞机气动设计的各个阶段，如初步设计、设计优化和气动性能分析等。
通过CFD技术，可以对飞机的气动特性进行详尽的研究和分析，包括对气动特性的定量化表达和分析。
可以进行气动性能的数值计算和气动性能的分析，使得飞机的气动设计更加准确和具有可靠性。
二、CFD技术在飞机气动设计中的优还认证CFD技术在飞机气动设计中的应用优势非常显著。
首先，CFD技术可以实时地对飞机的气动特性进行分析和研究，能够提高工程设计的效率。
其次，CFD技术可以模拟复杂的气流情况，使得飞机的设计更加准确和可信。
此外，CFD技术还可以计算精度更高，耗时更短。
因此，CFD技术的应用被广泛应用于飞机的气动设计中。
总之，CFD技术在飞机的气动设计中应用非常广泛，成为了设计和分析气动性能的重要工具。
CFD技术的应用为飞机的气动设计提供了准确、高效和可靠的技术手段，可以有效地提高工程设计的效率和精度。
对于飞机气动设计人员，掌握CFD技术是非常必要的。
CFD概况及在飞机设计中的应用实例
CFD概况及在飞机设计中的应用实例CFD，即计算流体力学，是一种基于数值计算的流体力学方法，用于分析和解决流体流动和传热问题。
CFD在飞机设计中的应用十分广泛，可以用于优化飞机的气动外形、提高燃烧效率、减少飞行阻力和优化热管理系统等方面。
本文将就CFD的概况以及在飞机设计中的应用实例进行详细介绍。
CFD的概况：CFD是一种基于数学方程和适当的边界条件来描述和模拟流体流动和传热过程的方法。
通过将流动区域离散化成有限数量的小平均体积元素来进行计算，然后使用数值计算方法对这些方程进行求解。
通过计算得到的数值解，可以获得流动速度、压力、温度、浓度等流场参数。
CFD方法可以用于解决多种流体流动问题，如外流场、内流场、湍流、传热等。
在飞机设计中的应用实例：1.气动外形优化CFD可以对飞机的气动外形进行模拟和分析，结果可以用于优化飞机外形以减少阻力和提高升力。
例如，可以使用CFD模拟飞机在不同速度、姿态和气流条件下的流场情况，从而评估并优化飞机的气动外形，以减少阻力和提高升力。
2.燃烧效率提升CFD可以用来模拟和分析飞机发动机的燃烧过程，从而提高燃烧效率。
例如，可以使用CFD模拟燃烧室内的燃烧过程，通过调整燃烧室的几何形状、燃油喷射和气流分布等参数，优化燃烧效率，减少燃料消耗和污染物排放。
3.飞行阻力减少CFD可以用于分析和减少飞机在飞行过程中的阻力，从而提高飞行效率和降低燃料消耗。
例如，可以使用CFD模拟飞机在不同姿态下的气动性能，通过优化机翼、机身和涡流等部件的形状和设计，减少飞机的阻力。
4.热管理系统优化CFD可以用于模拟和分析飞机的热管理系统，以优化冷却效果和热平衡。
例如，可以使用CFD模拟飞机发动机散热器的冷却效果，通过调整散热器的设计和布局来提高热交换效率并保持发动机的正常工作温度。
5.空气动力学研究CFD可以用于研究和验证飞机的空气动力学特性，例如飞行稳定性和控制性能。
通过CFD模拟和分析，可以评估不同气流条件下的飞行稳定性和操纵性，从而指导飞机的设计和优化。
CFD技术在航空发动机空气系统设计中的应用_沈毅
图 2 航空发动机空气系统网络
2011 年 第 37 卷 第 3 期 Vo l.37 No .3 J u n . 2011
此外，在工程设计中，还需要应用 CFD 技术为空气 系统设计提供更详细的设计依据信息。1 维数值结果可 以比较全面地反映各分支的流量分配情况、关键腔室的 压力和温度数据，从大的方面判断整个空气系统的特 性。但对于一些流动、换热条件比较复杂的结构而 言，1 维数值结果无法反映局部气体的详细流动情况， 也无法详细了解各方面因素对分析结果的影响；由于对 某些结构进行了简化，也无法提供评估结构优化设计的 支持数据。因此，进行局部结构的 CFD 计算非常必要。
关键词：空气系统；设计技术；CFD；航空发动机
Application of CFD in Secondary Air System Design
for Aeroengine
SHEN Yi, LI Yun-dan, LV Chun-yan, MU Yu-fei
沈毅(1971)，女，工学硕士，自然科 学研究员，从事航空发动机空气系统设 计和部件热分析工作。
篦齿（seal）、盘心和轴之间的通道、机匣上的孔、预旋 喷嘴等。不同结构形式的元件具有不同的流动和换热 特性。在工程设计与计算时，通常采用 1 维方式处理 各流动单元的流动与换热特性，也就是把这些元件根 据几何和流动的特点典型化，将发动机空气系统模化 成 1 个由多种类型元件（单元）串联和并联组成的网 络，连接各元件的称为腔（或节点）。通过迭代求解，得 到整个网络的压力和温度分布和流量分配情况。
（3）对发动机的热端部件尤其是转子件的温度预 估十分重要。目前 CFD 技术对于转动系、转转系的流 动分析，尤其是换热特性分析仍有较大误差，需通过 更多试验研究来完善。
CFD技术及其在大飞机研制中的应用
CFD技术及其在大飞机研制中的应用newmaker 来源：航空制造技术经过近30年的迅速发展，今天的CFD已经成为飞机、导弹、飞船等航空航天飞行器研制中一种主要的气动分析和设计工具。
CFD以其快速、经济、高效、适用面广、约束少、数据详尽等特有的优势改变了传统的气动设计方法，成为航空航天飞行器研制中无可替代的有力工具。
大型运输飞机是指起飞总重量超过100t的各类用途的大型军民用航空运载类飞机，其研制能力是衡量一个国家科技水平、工业水平等综合国力的重要标志。
目前，世界上只有美国、欧盟和俄罗斯具有大型民用客机的研制生产实力，而真正具有国际市场竞争能力的只有美国和欧盟。
与此同时，在快速反应、快速机动、大量消耗物资的现代战争中，大型军用运输机已成为战争胜负的重要因素之一，其数量和运载效能也是衡量一个国家快速反应能力的重要标志。
进入21世纪，我国要实现建设航空强国的目标，迫切需要打开大型运输飞机发展的突破口，以满足国家安全和国民经济建设的双重急需，并带动我国科技水平、工业水平的大幅度提高。
大型运输机气动力分析技术是在先进理论方法和成功工程实践的基础上形成和发展起来的，属航空发达国家对我们封锁的关键技术。
直到20世纪70年代，在飞机气动力设计工作中，在采用的设计手段上，风洞试验是主要的，甚至可以说是唯一能获得可靠的气动数据的手段，计算通常只是简单意义上的工程估算。
但是，随着计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）和大容量计算机的发展，试验和计算在设计工作中的相对地位在不断改变。
形成这种改变的主要依据是：由于过去传统的设计方法往往需要给出上百种设计方案进行对比选型试验，风洞试验工作量非常惊人，需要很长的设计周期，耗资亦十分浩大。
据国外资料统计，现代飞行器气动力设计所需的风洞试验需求较过去成量级的增长，如果不大规模开发和采用CFD技术，单单完成这些风洞试验就需耗费5～10年的时间。
CFD数值模拟技术在飞机设计中的应用
CFD数值模拟技术在飞机设计中的应用首先，CFD数值模拟技术可以用于分析飞机的空气动力学性能。
通过
建立复杂的三维数学模型，可以模拟空气流动，并计算出飞机的升力、阻力、升力分布、压力分布和气动力矩等重要参数。
这些参数可以帮助工程
师了解飞机在不同飞行状态下的性能表现，指导他们优化飞机的外形设计，降低阻力，提高升力，以提高飞机的飞行效率和降低燃油消耗。
其次，CFD数值模拟技术可以用于分析飞机的空气动力学特性。
例如，通过模拟飞机在不同攻角、迎角和侧滑角下的飞行状态，可以评估飞机的
稳定性和操纵性。
此外，CFD还可以模拟飞机在复杂气象条件下的飞行性能，如大风、湍流等，以提高飞行安全性。
除了散点飞行状态的分析外，CFD还可以进行全飞行域的飞行状态分析。
通过建立飞机的数学模型，工程师可以对飞机在不同飞行状态下的稳
定性、操纵性和控制特性进行分析和改进。
通过这种方式，工程师可以通
过CFD模拟来评估飞机设计的有效性，从而节省时间和成本，提高飞机设
计的质量和可靠性。
此外，CFD数值模拟技术还可以帮助工程师优化飞机的燃烧过程，减
少燃油消耗和排放。
例如，通过模拟燃烧室内的燃烧过程，工程师可以优
化燃烧室的结构和燃烧过程参数，以提高燃烧效率和降低污染物排放。
总之，CFD数值模拟技术在飞机设计中具有重要的应用价值。
它可以
用于分析飞机的气动性能、空气动力学特性和燃烧过程，帮助工程师优化
飞机的设计，提高飞机的飞行效率和降低燃油消耗。
因此，CFD数值模拟
技术在飞机设计中被广泛应用，并成为飞机设计的重要工具之一。
基于cfd方法的大型客机高速气动设计
基于cfd方法的大型客机高速气动设计
1 客机高速气动设计
客机高速气动设计是为了使大型客机更高效地飞行而开发的设计
技术。
大型客机在那些超音速的环境中的行为将决定其在空中的性能，且该设计还必须满足多种工程和技术要求，因此，在设计中使用有限
元法（FEM）进行计算流体力学（CFD）分析，已经成为大型客机设计
中不可或缺的一环。
CFD可以用来识别空气动力学中不能被实际观测到的细节，且可以模拟大型客机在不同环境中表现出的载荷和振动。
2 CFD分析
CFD分析是一种通过计算空气动力学行为来分析和设计气动系统的方法。
CFD可以用来模拟不同的气动要素，例如大型客机的翼型，机尾和气动控制元件，以及空气动力学行为如湍流，滑翔角，增加的阻力
和扰动等等。
使用分析软件，可以测量模拟的参数，显示气动要素的
性能曲线以及大型客机的总体操作特性。
另外，分析软件还可以分析
模拟出来的对流层行为，帮助工程师更深入地了解空气动力学。
3 优势
使用CFD分析，大型客机的设计者可以更深入地了解客机在不同
情况下的行为，并可以根据分析结果提出改进设计的建议，从而使客
机最大程度地实现高效运行。
此外，CFD分析有助于提高客机的实际操作安全性和操作效率。
还可以根据CFD分析结果，修改气动系统的设
计，以提高大型客机的可靠性和耐久性。
最后，使用CFD分析可以减少设计周期，降低成本，而且更快地完成大型客机设计。
因此，使用CFD进行大型客机高速气动设计是一种安全，高效的方式，对于提高大型客机的飞行性能有着明显的好处。
CFD计算技术在航空航天中的应用案例分析
CFD计算技术在航空航天中的应用案例分析飞行器的气动设计是飞行器设计的重要组成部分，直接影响着飞行器的飞行性能和燃油效率。
传统的气动设计方法需要经过大量的试验验证，耗时耗力，成本高昂。
而CFD技术可以通过对飞行器周围流场的数值模拟，直观地展示飞行器的气动特性，为设计者提供快速、高效的设计优化方法。
下面将以波音787客机的气动设计为例，介绍CFD技术在飞行器气动设计中的应用。
波音787客机是一种采用先进复合材料制造的远程中型宽体喷气客机，具有较低的燃油消耗和良好的气动性能。
在787客机的研发过程中，波音公司利用CFD技术对飞机的整体气动特性进行了模拟和分析，为飞机的设计提供了重要参考。
首先，波音公司利用CFD软件建立了波音787客机的数值模型，对飞机的外形、机翼、进气口等关键部件进行了网格划分和模拟。
通过计算空气在飞机周围的流动情况，预测了飞机在不同飞行状态下的气动性能，包括升力、阻力、升阻比等参数。
通过对比仿真数据和实验数据，验证了CFD模拟的准确性和可靠性。
其次，波音公司利用CFD技术对飞机的气动优化进行了研究。
通过对机翼形状、进气口位置、机身流线等设计参数的调整，优化了飞机的气动性能，提高了飞机的飞行效率和稳定性。
通过CFD模拟，波音公司成功解决了飞机在低速飞行状态下的气动振荡问题，提高了飞机的操纵性和安全性。
最后，波音公司利用CFD技术对波音787客机的气动热力性能进行了分析。
通过计算飞机表面的热流分布和热应力，评估了飞机在高速飞行、超音速飞行等极端条件下的热力响应。
通过CFD模拟，波音公司设计了有效的热防护措施，确保了飞机的燃烧安全和结构稳定性。
综上所述，CFD技术在航空航天领域的应用案例中，以波音787客机的气动设计为例，展示了CFD技术在飞行器设计和性能优化中的重要作用。
CFD技术不仅可以提高飞行器设计的效率和准确性，还可以为飞行器的气动性能、热力性能等方面提供全面、可靠的分析和优化方法，推动了航空航天技术的发展和进步。
CFD数值模拟技术在飞机设计中的应用
CFD数值模拟技术在飞机设计中的应用
一、气动外形设计
利用CFD技术，工程师可以在计算机上模拟不同气动外形下的气流运
动情况，并根据不同外形的数据比较不同设计的优缺点。
这样可以帮助设
计师们快速找到最佳的气动外形设计，减少试验和试错的成本。
二、气流在飞机表面的流动情况
通过CFD模拟，可以详细地展示气流在飞机表面的流动情况，包括压
力分布、阻力、升力等重要参数。
这些数据能够帮助设计师们进一步优化
飞机的形状和流线型，提高飞机的性能和效率。
三、飞机部件设计
CFD技术还可以用于设计飞机的不同部件，比如机翼、发动机进气口等。
通过模拟不同设计下的气流流动情况，工程师可以找到最佳设计方案，减少飞机阻力，提高飞机性能。
四、飞机燃油效率优化
CFD技术可以帮助工程师们优化飞机的燃油效率。
通过模拟不同飞行
状态下的气流流动情况，可以减少飞机的阻力，提高飞机的燃油效率，降
低飞行成本。
五、减少飞机噪音
CFD技术也可以用于减少飞机的噪音。
通过模拟不同设计方案下的气
流流动情况，可以优化飞机的气动外形，减少气流与飞机表面的摩擦和湍流，从而减少飞机的噪音。
总而言之，CFD数值模拟技术在飞机设计中的应用是非常广泛的。
它能够帮助设计师们快速找到最佳设计方案，降低飞机设计成本，提高飞机性能和效率，是飞机设计中不可或缺的重要工具。
随着计算机技术的不断发展，CFD技术在飞机设计中的应用前景将会更加广阔。
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由于CFD 在节省研制费用、缩短研制周期、实现研制数字化自动化、提高研制质量等方面的优势，越来越多的人认为未来飞行器性能的确定，将依赖于在“虚拟风洞”数据基础上产生的“虚拟飞行”，这将是飞行器研制的主要发展方向。
近30多年来计算机和CFD 计算方法的迅速发展，CFD 取得了很大的成就。
今天，以数值求解Euler 方程和RANS 方程为代表的CFD 技术已经广泛应用到航空、航天、船舶、武器装备等领域，取得了令人瞩目的成就，日益展现出它蓬勃的活力和发展的潜力 [1]。
在航空航天等领域，CFD 革命性地改变了传统的空气动力学研究和设计方法，推动了这些领域的技术进步。
由于CFD 在节省研制费用、缩短研制周期、实现研制数字化自动多数型号单位成为主要的气动设计手段，风洞试验成为后期的确认性工作；（2）一般情况下，CFD 精度可以满足工程要求，型号部门大都购买了商业CFD 软件，但使用者的水平需要进一步提高;（3）商业CFD 软件具有功能全面、使用方便、技术服务好等优点，但这些商业软件的性能低，如计算精度、计算效率、可靠性均较差。
西方大国的先进CFD 软件是禁止向我国出口的，如CFL3D、USM3D 等NASA 发展的著名CFD 软件；（4）计算周期大大缩短，常规CFD 任务可以在一周至数周内完成，复杂任务可以在数周至数月内完成。
基于CFD 在我国航空航天领域应用的现状，本文主要论述大型飞机气动设计中的CFD 技术。
大型飞机是指起飞总重超过阎 超液体力学教授，博士生导师，主要从事CFD 领域的研究工作。
大型飞机气动设计中的CFD技术北京航空航天大学国家计算流体力学实验室 阎 超 甘文彪CFD Technology for Aerodynamic Design of Large Commercial Aircraft化、提高研制质量等方面的优势，越来越多的人认为未来飞行器性能的确定，将依赖于在“虚拟风洞”（CFD）数据基础上产生的“虚拟飞行”，这将是飞行器研制的主要发展方向。
美国NASA 在20世纪90年代的20项关键技术中CFD 技术被列为第8项, 属最优先发展的技术领域。
今天的CFD 已经成为飞机、导弹、飞船等航空航天飞行器研制中一种主要的气动分析和设计工具。
CFD 以其快速、经济、高效、适用面广、约束少、数据详尽、容易实现数字化和自动化设计等特有的优势改变了传统的气动设计方法，成为航空航天飞行器研制中无可替代的有力工具。
在我国，CFD 研究及其应用也得到了迅速的发展。
目前，CFD 在我国航空航天领域的现状是：（1）CFD 已经得到普遍的认可，成为型号设计部门的常规手段，在大度，降低由上表面引起的对气流的扰动，然而这将减小机翼提供的升力，为补偿升力的损失，可将翼型后段的下表面向内收缩，形成翼型的后部加载。
超临界翼型的研制经历了2个阶段[4]：第一代超界翼型上的表面局部超声区的气流较普通翼型的速度慢，激波强度小；第二代超临界翼型为进一步提临界Ma 使其上表面局部超声速区气流作部分等熵压缩 ，激波明显减弱 ，其上表面的增厚和下表面后缘的向内收缩都更多，翼型中线呈典型的S 型。
在翼型设计方面，CFD 技术主要有两个应用：一是针对不同计算状态分析已有翼型的气动特性；二是应用CFD 技术与优化方法结合，进行翼型的优化设计。
现在的CFD 技术已经能够较准确地计算超临界翼型的气动特性。
我们曾经利用CFD 计算超临界翼型RAE2822的压力曲线，计算采用有限体积法求解雷诺平均N-S 方程。
计算结果与试验结果吻合良好，激波位置捕捉很准确。
为飞机的计算、设计、验证提供了技术基础。
目前，第一个应用已经很普及，例如上述RAE2822算例就试验，而新的CFD 设计方法，只需要设计出2、3个性能最好的机翼，再放到风洞里进行试验验证和最终选型。
显然，CFD 技术在飞机设计领域的应用越来越引人瞩目。
下面将简述大型飞机气动设计中的CFD 技术，包括超临界翼型设计、机翼设计、增升系统设计和全机CFD 技术等几个方面。
超临界翼型设计机翼是飞机设计的灵魂，翼型是机翼设计的根本。
亚声速大型飞机得以研制成功的一个重要因素是将普通翼型改为超临界翼型。
气流绕过普通翼型前缘时速度增加较多(前缘越尖，迎角越大，增加越多)，在翼型上表面流速继续增加。
翼型厚度越大，上表面越向上隆起，速度增加也越多。
飞行速度足够高时 (Ma =0.85～0.9)，翼型上表面的局部流速可达到音速。
这时的飞行Ma 数称为临界Ma 数。
飞行速度再增加，上表面便会出现强烈的激波，引起气流分离，使机翼阻力急剧增加。
超临界翼型设计的科学依据和典型特点是：减小翼型的上表面弯100t 的各类用途的大型军民用运载类飞机。
大型飞机的研制对国民经济的发展和科技进步有重大的带动作用[2]。
科技进步不断提升着大型飞机的性能。
欧洲计划在2020年实现飞机阻力减小50%、 噪声减小50% 、开发时间缩短50%，其中主要依靠的手段之一就是CFD 技术。
例如，科学家们希望通过CFD 技术缩减常规风洞试验：于2008年减少20% ,至2015年减少50%,至2025年减少75% 。
1998年，美国Lockheed Martin 公司的P. Raj 在一篇题为《21世纪的飞机设计》的论文[3]中指出：CFD 将在飞行器气动设计中起到关键性作用，并在飞机设计的每一阶段起到核心作用。
波音公司研制波音787时CFD 发挥了巨大作用（见图1），由于CFD 的发展，波音787的风洞试验时间比1990年的波音777减少了30%、比1980年的波音767减少了55%。
在波音商业飞机部，为了支持各种产品，每年要运行超过2万次CFD 作业。
其中85％的作业是由CFD 研究小组以外的生产工程师完成的。
CFD 计算以数小时或数天、而不是以前的数周或数月的时间及时提供结果。
CFD 变革了机翼的设计方法，传统的、依赖经验和大量风洞实验的“试错法”（cut-and-try）已经被依赖CFD 模拟的“反设计方法”和“多点优化方法”所取代。
这些新方法更快、更经济，更重要的是这些新方法设计出的机翼性能比传统方法设计的机翼有了显著的改进。
传统的“试错法”需要设计几十个机翼并进行大量风洞图1 波音787研制中CFD的作用风洞实验数据垂尾和后机身设计机翼表面设计翼尖设计高速机翼设计涡流发生器除冰系统驾驶舱设计雷诺数方程数据高升力机翼设计操纵面失效分析辅助压压力装置进气和导管火灾抑制系统安定性和操纵性设计环境噪声设计反推设计排气系统设计发动机短舱和机身安装设计翼身整流罩设计大气数据系统位置发动机短舱散热进气系统设计是应用CFD技术进行翼型气动分析；第二个应用也正如火如荼地展开。
表1[5]是优化设计的超临界翼型与原始翼型（RAE2822）气动特性的对比，优化采用的是求解雷诺平均N-S方程的CFD技术与遗传算法相结合的方法，优化设计效果良好，翼型的气动性能得到很大提高。
三维机翼设计三维机翼设计应在满足给定的巡航速度和水平飞行升力系数、绝对保证飞行安全和机场要求等条件下，获得尽可能高的升阻比（K）。
由于对机翼的气动力、工艺、强度、气弹等方面的要求常相互矛盾，机翼的气动设计只能取其气动要求和其他要求之间的折中，为保证飞机达到要求的实际航程和较好的运输成本指标，机翼的设计应实现尽可能高的Ma·K max[4,6]。
机翼的气动设计是把选定的翼型以适当的方式组合形成三维机翼，即将选定的翼型以适当的翼型最大厚度和几何扭转角沿展向分布而形成三维机翼。
1 机翼整体的气动设计机翼设计的基本要求是：（1）保证最小的诱导阻力值，气动载荷沿翼展分布尽量接近椭圆分布；（2）保证巡航状态下的最低波阻值；（3）保证在巡航升力条件下机翼各剖面无分离流，在大于巡航升力时（依据适航标准）尽可能保持低强度的分离流；（4）对于失速和深失速的大迎角条件，保证具有可接受的纵向安全性。
近年来，人们大量使用CFD技术分析机翼整体的气动性能，极大地提高了机翼设计的效率与水平。
图2(a) 是ONERA M6机翼表面压力分布等值线图，图2(b) 是0.95展向位置压力分布曲线，各湍流模型计算结果虽有一定差别但总体上与试验值吻合较好。
2 翼梢小翼机翼上下表面的压力差使下表面的高压气流向外侧的翼尖流动 ,而上表面的低压气流向内侧流动 ,这种气流的横向流动与自由流结合形成翼尖涡。
大展弦比机翼有很强的翼尖涡 ,它将机翼的尾涡卷入形成集中涡 ,引起强下洗 ,导致机翼的升力方向明显向后倾斜,产生很大的飞机诱导阻力,一般使客机在巡航状态的诱导阻力约达到飞机总阻力的40%。
20世纪70年代惠特科姆将翼尖设计成产生显著侧力的翼梢小翼,才真正开发了它的潜力。
翼梢小翼的作用在于:在翼尖下游耗散翼尖涡;使机翼上下表面气流横向流动产生的诱导速度与自由流合成的速度,在小翼上产生垂直当地气流方向的向内侧力(小翼升力),其在自由流方向产生显著的推力分量；起到端板作用,增大机翼的有效展弦比；减少诱导阻力,增加飞机的颤振裕度,改变其起飞阶段的噪声分布。
文献[7]给出一个设计实例，在巡航设计状态下，应用CFD技术与Lagrange乘数优化方法相结合的方法，对机翼+翼梢小翼进行升阻比的优化设计。
从沿展向的阻力分布的比较,可以看出 ,从沿展向的阻力分布的比较可知，加装翼梢小翼后 ,因其在翼尖下游耗散翼尖涡 ,减少了气流的横向流动,机翼大部分区域的沿展向的当地阻力比单独机翼的阻力要小,在翼尖附近相对偏大。
3 翼根对于现代民用客机而言,其机翼根部翼型相对厚度较大,又具有较大的安装角,且起落架又常常需要收在机身下部,这样即使来流在较小的迎角下也会产生气流分离现象。
迎角增大,分离旋涡增强,分离范围扩大。
分离旋涡不但产生阻力,而且严重时对升力有明显的影响。
机身对机翼的干扰使机翼的压力分布发生明显的变化,特别在翼根区域影响更为显著,尤其是对采用下单翼布局的飞机。
主要表现为:机翼翼根区剖面的压力分布形态发生巨大的变化,这种影响一般可达30 %半翼展,严重的情况可达70%～80%半翼展,机翼表面的等压线在翼根区出现弯曲,降低了机翼的气动效率。
翼身整流罩的设计目的就是要保证在达到翼根处的目标压力分布的同时使翼根处气流不产生分离。
4 发动机短舱发动机短舱位置和喷流方位是动力增升构型设计中最关键的参数。
发动机短舱对高速巡航性能和增升都有明显影响。
短舱的上下位置在避免巡航状态喷流直接冲刷襟翼的前提下应尽量靠近机翼。
为了实现在很小的襟翼偏角时发动机喷流都可以穿过襟翼,其吊挂位置不但要靠近机翼,而且要稍稍向机翼前缘伸出。
发动机出口向前移,有利于减小巡航时短舱干扰阻力,同时减少短距起降时短舱的干扰影响。
短舱的展向位置对动力升力影响不大,表1 RAE2822原始及单、双目标优化翼型气动系数计算比较发动机后移则对升力增大不利。