第一百六十三章 堪称完美的气动设计
林鹏也看出来了，李吉生教授确实是一个很好的导师。 CFD方法，是计算机辅助空气动力设计的核心，在飞机设计中的作用确实是越来越大了。 比如说早在七十年代，M国NASA验证战斗机高机动技术的HIMIT验证机，在设计中就采用了CFD方法进行多种方案的比较，收到良好的效果，通过计算还发现了方案中的一些问题。 再一个例子就是F22战斗机了，洛马公司在设计F22战斗机时，气动载荷计算中就应用了CFD方法，加快了设计进度。 把相关的手续办完之后，李吉生教授就带着林鹏和宋雨阳到了他办公室。 就三个设计方案，展开了讨论分析。 李吉生教授道：“刚才看了你们的方案资料，才发现你们的方案，对机翼扭转角设计还有细致的考虑，可以说一说计算机仿真流体力学的情况吗？” 林鹏笑道：“当然，还是让小宋给您说一说吧！” 宋雨阳点头道：“是的老师，唐总师和林大哥在方案总体设计的时候，也考虑到了机翼扭转的不同角度，对飞机的气动性能会产生不同的影响。 比如说我们通过CFD分析，在扭转角为三度时，可以得到最大升力系数，并且失速要比扭转角为零时更晚，这说明在机翼上采用扭转的设计，可以使翼梢部分升力降低，防止翼梢先开始失速，这样就改善了机翼的失速特性！ 而如果机翼扭转角达到六度时，虽然失速攻角和三度时几乎一样，但是最大升力系数却变小了，所以综合来看，扭转角三度在失速特性方面是最好的。” 李吉生教授笑道：“不错，新歼轰应该要极力的改善歼轰七系列容易失速的缺陷，作为下一代多用途歼击轰炸机，要考虑到的确实更多！小宋，那在这几种扭转角下，飞机的跨声速特性有什么不同？” 宋雨阳道：“机翼扭转角增大，升力系数减小，越到机翼翼尖，扭转越大，这样可以防止翼尖先失速。通过仿真计算，我们发现还是扭转角为三度时，得到的升阻比最大，但是最终还是要通过风洞试验来校验这个计算结果，同时机翼前缘和后缘也要进一步修形，才能实现更好的气动特性。” 李吉生道：“不错，小宋啊，看来你真的成长了很多啊！但是你还要注意，那就是当飞机处于跨声速范围的时候，失速迎角是比亚声速时要推迟一些的，升力系数增长也会不一致。这是因为跨声速流动情况比较复杂，哪怕用CFD方法也很难正确的模拟出来，所以要通过风洞试验来模拟，获得试验数据，从而优化跨声速阶段的气动特性设计。” 宋雨阳点了点头道：“嗯，老师，我记住了。其实通过CFD我也发现，咱们这个飞机总体设计方案，在跨声速范围，升阻比是比较大的，这样飞机阻力也就相对较小，对于这样一架需要长航程的歼击轰炸机来说，这个是很重要的。” 李吉生道：“嗯，非常好，不过咱们国内还是第一次设计这种蝶形机翼，还有全动式的双垂尾，所以这也是非常考验设计师的功力的。你们用CFD方法计算出来，机翼、尾翼和垂尾的耦合效应怎么样？” 宋雨阳微微一笑道：“虽然我们是第一次设计这样的气动外形，但是模拟计算的结果还真的不错呢！无论是0.5马赫还是0.9马赫，还有1.7马赫的条件下，这三个方案，机翼、尾翼和垂尾的流场特性都还比较好，耦合效应都不错！” 李吉生看起来很淡然，其实他内心已经是波澜起伏了，因为这三个设计方案，都是非常超前的，作为一名空气动力学专家，国内最顶尖的飞机设计专业研究生导师，他又参加过很多的国际国内学术交流，但这样的方案还真是从来没有见过的。 这三个方案差别不是很大，特别是那一对明显面积要比F22小了很多的，大后掠的外倾双垂尾，绝对是一个大亮点。 这样的垂尾不但减小了面积，降低了雷达反射面积，还可能是为了实现战机高攻角的机动性而采用的优化设计方案。 还有和F35类似的菱形机头，除了隐身的考虑外，还有一点气动上的作用，就是可以进一步提高战机在高攻角下的稳定性。 整架飞机就是一个升力体，前机身也可以贡献一些升力，这就和以前的歼七歼八，还有歼轰七A有着质的飞跃了。 哪怕是国产第三代战斗机歼十A飞机，在气动设计方面，也是不能和这三个方案相比的。 虽然歼十战斗机也采用了翼身融合的设计，但是其融合度，还是比不上这三个方案。 采用了DSI进气道，再加上进气道边条，这些与机身完美的融合，完全不亚于M国F35战斗机的气动设计。 越是深入的讨论，越让李吉生教授，感觉到了中国航空工业的希望。无论是林鹏，还是他的学生宋雨阳，都是比他想象的要出色。 这一聊就聊了差不多一个小时，末了快到中午的饭点了，李吉生教授笑道：“今天中午就在咱们这儿吃饭。我知道你们的时间很紧，任务很重，放心吧，我会让他们加班加点的给你们做好试验。不过为了提高试验精度和效率，还是得专门设计制作模型安装支撑装置。你们不要着急！” 对于风洞试验的程序和方法，林鹏已经是非常的清楚了，所以他知道李教授说的没错，模型安装是最关键的环节，安装的精度直接影响实验数据的准确性，要在风洞这个小小的空间里安装模型，上百个传感器要和模型连接，保证测压管路不漏气并畅通，工作量当然不小，需要时间。 试验段安装模型，需要人爬进去，用头灯和手电作为工作照明，而且还不能在试验段和模型上留下包括汗水之类的任何异物，特别是在这种夏秋天，是非常辛苦的。 每一次试验都需要将近十个工作人员，模型可能要反复拆装几十次。 所以林鹏就连忙道：“不急，李教授，这一次真是要辛苦你们了。我们算过了，肯定能赶上型号论证会的，没事儿！”