减阻是飞机设计的永恒话题。对于大型客机,减小飞行阻力意味着降低运营成本和碳排放。由于飞机尾迹涡系而产生的涡致阻力(诱导阻力)是飞机飞行阻力的重要组成部分,占全机阻力的30%-50%。其中,翼尖涡系和后体涡系是最主要的涡系结构。有效控制这些涡系结构从而减小涡致阻力,是实现飞机减阻的重要方法之一。本文结合涡系演化与飞机减阻设计两方面的研究成果,利用风洞实验,研究大型客机的尾迹涡系,从涡致阻力的角度,探索通过控制涡系演化来实现减阻的方法,从而为大型客机的减阻设计提供依据。本文得到了以下三方面的研究成果:(1)在平直机翼上加装翼尖小翼,利用涡的相互作用,削弱翼尖涡的强度(环量)和尺度(涡核半径),减小了涡致阻力。小翼翼尖涡和连接拐角涡构成了同向扭结的螺旋双涡管结构,两涡通过相互作用影响彼此的位置和强度;加装小翼改变了翼尖涡的环量和涡核半径,环量越小、涡核半径越小时,涡致阻力越小。(2)简单斜劈后体的平尾翼尖涡通过相互作用可显著削弱后体脱体涡对的环量,减小涡致阻力。后体脱体涡对在后机身下表面形成、脱离、演化、消散;加装平尾后,平尾翼尖涡对显著加快了后体脱体涡对的消散;涡系的环量总和越小,涡致阻力越小;涡对之间距离更近时,相互作用更强,减阻效果更显著。(3)对大型客机模型,加装减阻装置,通过控制涡系强度和尺度,实现减阻。对飞机半模型,在翼尖处加装上翻式和分离式小翼,两种上翻式小翼有效削弱了翼尖涡环量,实现了减阻;分离式小翼将翼尖涡破碎成两个涡,但并未减小总环量和阻力。对飞机后体模型,加装涡流发生器,其中在较靠前的位置加装时,后体涡对环量减小,涡致阻力计算值和总阻力测量值也减小。综上所述,对于大型客机,加装合适的翼尖小翼、涡流发生器等装置,利用涡之间的相互作用,可以削弱翼尖涡和后体涡的强度(环量)和尺寸(涡核半径),从而减小涡致阻力。本文基于尾迹涡系演化机理,研究减小涡致阻力的方法,可以为大型客机的减阻设计提供参考依据。