超临界翼型航空机翼结构三维建模

本次建模的超临界翼段结构，主要面向民用固定翼飞机的巡航段气动布局设计场景，这类翼型目前广泛应用在高亚音速干线客机、大型无人运输机的机翼设计中，核心作用是在高亚音速飞行状态下延缓机翼表面激波的出现，降低激波带来的飞行阻力，提升飞机的巡航效率，同时优化机翼的升阻比特性，降低飞行过程中的燃油消耗。从结构设计思路来看，建模过程中首先还原了超临界翼型的典型气动外形特征：翼型上表面相对平坦，能够有效弱化高亚音速来流在翼面的加速效应，推迟局部激波的产生位置，下表面后缘段设计有反弯特征，用于平衡翼型在巡航状态下的低头力矩，降低平尾的配平阻力，两段式的翼段拆分设计，也方便后续开展翼面拼接、襟翼缝翼等增升装置的配套结构设计。在外形尺寸与安装边界的处理上，建模严格遵循超临界翼型的相对厚度分布规律，翼根段相对厚度更大，能够容纳机翼油箱、起落架收纳舱、翼内操纵管路等结构，翼梢段相对厚度逐步收窄，降低翼梢诱导阻力，翼段的对接端面预留了标准的翼梁安装位、蒙皮铆接边界，能够直接对接机翼的主承力结构，不需要额外做结构面的二次修整。从实际工程应用的角度，这类翼段模型可以直接用于气动仿真的前置几何建模环节，也可以作为机翼结构设计的基础外形基准，开展翼肋、翼梁、蒙皮铺层的详细结构设计，相比传统的低速翼型，超临界翼型的后缘加载设计能够在相同机翼厚度下获得更高的临界马赫数，对于提升高亚音速飞行器的航程、巡航速度都有直接的作用。建模过程中对翼面的曲面连续性做了严格控制，翼面的曲率过渡均匀，没有出现局部的曲率突变，能够满足后续CFD网格划分、结构有限元分析的几何要求，翼段的前后缘位置做了符合工程实际的圆角处理，避免了几何尖角导致的仿真计算误差，两段翼的拆分位置选在翼展方向的常规维护分离面处，和实际飞机机翼的工艺分离面位置保持一致，方便后续开展机翼装配工艺的模拟、维护口盖的布局设计。