不同偏角下变形前缘缝翼远场气动噪声特性风洞实验研究

【作者】 刘媛； 郭昊； 胡天翔； 屈秋林； 刘沛清；

【机构】 北京航空航天大学流体力学教育部重点实验室； 北京航空航天大学航空气动声学工信部重点实验室(北航陆士嘉实验室)；

【摘要】 近年来,随着经济的高速发展,大型飞机使用量增加,飞机的噪声污染也越来越严重。而人们对飞机噪声的要求也更加严格。适航标准对民用客机气动噪声水平提出了越来越严格的要求,在起飞和着陆阶段时的小迎角阶段,前缘增升装置的噪声是主要的噪声源。针对高升力翼型前缘缝翼的气动噪声问题,本文以某三段翼增升装置模型为实验模型,在北京航空航天大学D5气动声学风洞开展实验研究。本实验重点主要开展可变形前缘缝翼噪声研究,为避免后缘襟翼噪声的影响,将缝翼完全展开、襟翼收回,研究了前缘缝翼气动噪声的致声机理;随后对前缘缝翼不同变形角度对前缘缝翼气动噪声的影响,对可变形前缘缝翼的降噪效果和气动性能进行评估,并探讨了相关的降噪机理。研究结果表明:噪声频谱曲线中出现离散噪声,与缝翼凹腔自激振荡的预测频率较好吻合,表明前缘缝翼噪声中离散噪声产生机理与缝翼凹腔内的反馈回路有密切联系,随着马赫数的增加,离散噪声频率会整体向右移动,峰值也会逐渐增大,但其几乎不会受到迎角的影响,可变形前缘缝翼变形后在小迎角阶段对升力系数影响较小。前缘缝翼的变形会使得凹腔内"回流区"尺寸发生变化,剪切层再附位置也发生改变。缝翼变形会使得离散噪声的频率发生变化,对应的幅值会有所降低,低频的宽带噪声也有所减弱。当缝翼变形18°时使得缝翼尾缘与主翼完全接触时,在所有实验工况下,离散噪声消失。更多还原