據(jù)美國(guó)《航空周刊》網(wǎng)站2017年3月19日刊文，層流流動(dòng)是改善亞聲速飛機(jī)氣動(dòng)效率的最有前景的技術(shù)之一，但如何在超聲速大后掠角機(jī)翼上實(shí)現(xiàn)層流流動(dòng)則非常困難。大后掠帶來的橫流擾動(dòng)會(huì)較早地引起層流轉(zhuǎn)捩，從而增加摩擦阻力。
目前，Aerion公司正在研發(fā)的AS2超聲速噴氣公務(wù)機(jī)據(jù)稱采用了自然層流機(jī)翼降低燃油消耗，但該機(jī)采用的是小后掠角梯形機(jī)翼，相比大后掠角機(jī)翼實(shí)現(xiàn)層流的難度較低。而NASA正在研究的超聲速低聲爆驗(yàn)證機(jī)則采用了大后掠角的三角翼設(shè)計(jì)，以適應(yīng)更高的飛行速度。為了降低超聲速摩擦阻力，NASA正在針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)大后掠角機(jī)翼層流流動(dòng)開展研究。
NASA目前已經(jīng)開始了分布式粗糙顆粒(DRE)的飛行試驗(yàn)。DRE是沿后掠機(jī)翼前緣布置的一系列小鼓包，具有增加機(jī)翼表面層流范圍的潛力。飛行試驗(yàn)使用了F-15飛機(jī)腹部掛載后掠機(jī)翼試驗(yàn)件的方式，飛行速度達(dá)到Ma2.0。
DRE安裝在65度超聲速后掠機(jī)翼試驗(yàn)件的前緣，在F-15飛機(jī)的機(jī)腹下進(jìn)行掛飛
超聲速飛行時(shí)的湍流摩擦阻力通常占到飛機(jī)總阻力的一半。NASA認(rèn)為，采用DRE的機(jī)翼可以延遲層流向湍流的轉(zhuǎn)捩。層流轉(zhuǎn)捩的本質(zhì)是T-S波(橫流擾動(dòng))的產(chǎn)生與增長(zhǎng)，而DRE則可以減輕擾動(dòng)，延長(zhǎng)層流范圍。
NASA已經(jīng)在蘭利研究中心進(jìn)行了DRE的風(fēng)洞試驗(yàn)。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了與預(yù)計(jì)不一致的結(jié)果：通常在亞聲速層流控制中起作用的DRE外形在超聲速中并不適用。NASA蘭利首席研究員路易斯·歐文斯表示，“在風(fēng)洞試驗(yàn)中，我們基于亞聲速基礎(chǔ)研究了大量的DRE外形，但這些外形在超聲速條件下都不起作用。直到我們最終放棄了‘DRE高度需要足夠小’的固有概念，我們發(fā)現(xiàn)了新的能夠在超聲速下起作用的DRE外形。”
DRE技術(shù)首先由德州農(nóng)工大學(xué)教授威廉·薩利克開發(fā)。相比NASA于1988-1996年期間在F-16XL上試驗(yàn)的抽吸氣技術(shù)，DRE是一種更簡(jiǎn)便的非常有前景的層流控制技術(shù)。DRE技術(shù)之前已經(jīng)在塞斯納O-2飛機(jī)和NASA灣流III飛機(jī)上進(jìn)行過亞聲速飛行試驗(yàn)。
NASA將利用F-15進(jìn)行不同外形DRE的飛行測(cè)試，試驗(yàn)采用在右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道處安裝的紅外相機(jī)記錄層流變化的范圍。
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