Belly-Fairing Design Space Exploration for a Forward Swept Natural Laminar Flow Aircraft

Abstract

Einer der wichtigsten Faktoren bei der Konstruktion transsonischer Flugzeuge ist die aerodynamische Integration. Eine schlechte Integration kann die Verbesserungen der einzelnen Komponenten schmälern, während eine gute Integration eine bessere Leistung als die einzelnen Komponenten allein erzielen kann. Ein Teil der Flügel-Rumpf-Integration ist das Belly-Fairing, die üblicherweise verwendet wird, um eine gewünschte Verbindung zwischen dem Flügel und dem Rumpf zu erzeugen. Die Kontrolle der Verbindung ist entscheidend, da sie einen großen Einfluss auf die Stoßposition und damit auf die Leistung im inneren Bereich des Flügels hat. Obwohl es Alternativen zu dieser Praxis gibt, wird sie allgemein verwendet, da die Hinzufügung eines dritten Körpers zum Flügel-Rumpf-Übergang eine flexiblere Konstruktion sowohl des Flügels als auch des Rumpfes ermöglicht. Abgesehen von der aerodynamischen Funktion dient das Belly-Fairing zur Aufnahme des eingefahrenen Fahrwerks. Natürliche Laminar-Flow-Konfigurationen (NLF) für Mittelstrecken-Transportflugzeuge versprechen große Effizienzvorteile im Vergleich zu traditionellen superkritischen Konfigurationen. Der große Unterschied zu traditionellen Konfigurationen erfordert jedoch eine neue, von Grund auf für diese Art von Konfiguration entworfene Bauchverkleidung. In der folgenden Arbeit werden die Grundlinien für vorwärts gepfeilte NLF-Konfigurationen untersucht. Es wurden einige verschiedene Geometrien gefunden, die eine vielversprechende Leistung mit einer Gleitzahl nahe 23 aufweisen. Die nächsten Schritte zur weiteren Verbesserung der Leistung der Konfiguration wurden ebenfalls diskutiert. Schließlich wurde die turbulente Leistung für die leistungsstärksten Geometrien untersucht und es wurde festgestellt, dass der Leistungsvorteil zwischen laminarer und turbulenter Strömung in diesen Konfigurationen zwischen 2.53 und 3.14 Einheiten der Gleitzahl liegt.