[发明专利]一种下翼面尖端弧形凸起的缝翼降噪装置

说明书

本发明公开了一种下翼面尖端弧形凸起的缝翼降噪装置，包括前缘缝翼、主翼、后缘襟翼和半圆弧形凸起装置；前缘缝翼、主翼和后缘襟翼构成三段翼构型；半圆弧形凸起装置设置在前缘缝翼上距前缘缝翼1尖端0.5％翼型弦长处，半圆弧形凸起装置的直径为0.3％翼型弦长，沿展向分布。本发明装置前缘的弧形凸起会使气流提前分离，在弧形凸起后形成一小面积的背压区，减弱了剪切层上的涡‑涡干扰与兼并现象，可达到良好的降噪效果。

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种下翼面尖端弧形凸起的缝翼降噪装置。

背景技术

日益严重的飞机噪声问题与绿色航空的建设理念背道而驰，国际民航组织提出了愈加严苛的适航标准限制民航噪声，以期现代民航客机能向着环保、安静和舒适的方向发展。结合增升效果和结构设计，现代大型民航客机多采用三段翼构型达到增升目的。图1为三段翼构型处于巡航阶段的收紧状态，其结构组成有前缘缝翼1，主翼2和后缘襟翼3。

飞机着陆阶段，发动机处于低功率阶段，此时缝翼处于打开状态，其噪声沿整个翼展方向分布，是主要噪声源之一。因此，缝翼降噪技术的研究也逐渐成为人们关注的焦点问题之一，也成为机体降噪研究者们取得关键进展的重要突破点之一。缝翼噪声频谱分为中低频宽带、低频窄带以及高频窄带成分。其中低频窄带成分具有高峰值、人耳易辨识的特点，为缝翼降噪研究的重点内容。常见的缝翼降噪方法有主动流动控制和被动流动控制方法。

文献1“授权公开号是CN105857576A的中国发明专利”公开了基于喷流开口的降噪缝翼结构。喷流开口为条缝形，正方形或圆形，设置于距前缘尖端缝翼弦长1％-3％的上表面或下表面，该发明可有效降低缝翼产生的噪声，尤其是低频噪声。缝翼上下表面喷流开口的喷流方向以及无量纲喷流流量系数均不一致，这无疑加大了操作难度，降低了工程可实现性。

文献2“授权公告号是CN103010459B的中国发明专利”公开了一种基于尾缘微穿孔降低前缘缝翼气动噪声的方法。于前缘缝翼的尾缘处沿展向等间距设置一排小孔，小孔直径为0.8-1mm，小孔中心距尾缘3-5mm。展向打孔率为2％，也就是说通过小孔中心沿缝翼展向做一长度等于缝翼展向厚度的线段，所有小孔直径的长度占整个线段的长度和为整个厚度的2％。通过构建缝翼上下表面压差，使得下表面少量气流通过小孔流向上表面，进而改变了尾缘前的气流流动，影响尾缘涡脱落行为，达到降低高频窄带气动噪声的目的，但会影响气动性能。

文献3“授权公告号是CN112173064A的中国发明专利”公开了一种基于缝翼凹腔波纹壁的飞机机翼降噪结构。保证增升装置气动性能不受影响的前提下，在前缘缝翼凹腔区域安装至少一个沿展向可拆卸的降噪弧形波纹壁板内槽(一种波浪型设置的波纹壁面)，以促使低频大尺度涡脉动快速演化为易耗散的高频小尺度涡结构；并通过基频波纹壁元件的附加作用，削弱前缘主声源区的旋涡流动，抑制噪声辐射水平。该发明虽具有一定的降噪效果，但工程可操作性以及后期可维护性较差；同时缝翼凹腔附近的能量主要集中在剪切层，控制回流区内涡结构的降噪效果并非相对可观。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种下翼面尖端弧形凸起的缝翼降噪装置，包括前缘缝翼、主翼、后缘襟翼和半圆弧形凸起装置；前缘缝翼、主翼和后缘襟翼构成三段翼构型；半圆弧形凸起装置设置在前缘缝翼上距前缘缝翼1尖端0.5％翼型弦长处，半圆弧形凸起装置的直径为0.3％翼型弦长，沿展向分布。本发明装置前缘的弧形凸起会使气流提前分离，在弧形凸起后形成一小面积的背压区，减弱了剪切层上的涡-涡干扰与兼并现象，可达到良好的降噪效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

一种下翼面尖端弧形凸起的缝翼降噪装置，包括前缘缝翼、主翼、后缘襟翼和半圆弧形凸起装置；

所述前缘缝翼、主翼和后缘襟翼构成三段翼构型；

设三段翼构型在收紧状态下翼型弦长c；所述半圆弧形凸起装置设置在前缘缝翼上距前缘缝翼尖端0.5％c处，半圆弧形凸起装置的直径为0.3％c，沿展向分布。