41机翼及翼型的基本知识翼型绕流图画

第四章低速翼型引言机翼一般都有对称面。平行于机翼的对称面截得的机翼截面，称为翼剖面，通常也称为翼型。翼型的几何形状是机翼的基本几何特性之一。翼型的气动特性，直接影响到机翼及整个飞行器的气动特性，在空气动力学理论和飞行器中具有重要的地位。引言按其几何形状，翼型分为两大类：一类是圆头尖尾的，用于低速、亚音速和跨音速飞行的飞机机翼，以及低超音速飞行的超音速飞机机翼；另一类是尖头尖尾的，用于较高超音速飞行的超音速飞机机翼和导弹的弹翼。本章中，围绕低速翼型的气动特性，主要介绍，翼型的几何参数和翼型的绕流图画和实用翼型的一般气动特性等内容。4.1翼型的几何参数各种翼型4.1翼型的几何参数翼型的最后端点（尖尾点）称为后缘点。以后缘点为圆心，画一圆弧，此弧和翼型的相切点即是前缘点。前后缘的连线称为翼型的几何弦。翼型的弦长记为c，弦长是翼型的特征尺寸。最大厚度最大中弧高前缘后缘前缘半径弦长翼弦中弧线上表面下表面翼面的无量纲坐标坐标原点位于前缘，x轴沿弦线向后，y轴向上，翼型上下表面的无量纲坐标为cyy上，下上，下翼型的弯度翼型上下表面平行于y轴的连线的中点连成的曲线，称为翼型的中弧线，用来描述翼型的弯曲程度。弯度的大小以中弧线上最高点的y向坐标f来表示，通常取相对值，其弦向位置用xf来表示翼型的弯度反映了上下翼面外凸程度差别的大。cxxcffff翼型的厚度上下翼面之间的距离是；的最大值，称为翼型的厚度；以相对值表示为，例如，c=9%，说明翼型厚度为弦长的9%。弦向位置为。ctt）－（下上yy）－（下上yycxxtt翼型的前缘钝度和后缘尖锐度对圆头翼型，用前缘内切圆半径rL表示前缘钝度。后缘处上下翼面的夹角，称为后缘角，表示后缘尖锐度。翼型的几何参数最大厚度最大中弧高前缘后缘前缘半径弦长翼弦中弧线上表面下表面常用低速翼型编号方法简介1.NACA四位数字翼族，以NACA2412为例2.第一位数字2——3.第二位数字4——4.第三位数字12——相对厚度5.所有NACA四位数字翼族的%2f%40fx%12c%30cx相对弯度常用低速翼型编号方法简介2.NACA五位数字翼族，以23012为例第一位数字2——第二、三位数字30——最大弯度相对位置的百分数2倍，即弯度15%最后两位数字12——相对厚度3.02032%12c%30cx，设计升力系数翼型的气动特性一、翼型的迎角定义：在翼型平面上，来流和翼弦之间的夹角称为迎角。规定：对弦线而言，来流上偏时迎角为正；来流下偏时迎角为负。二、翼型的气动力翼型表面上每个点都作用有压强和摩擦应力，它们产生一个合力，即为翼型的气动力R，合力的作用点称为压力中心。定义和远前方来流相垂直的合力为升力L，而与来流方向相一致的合力为阻力D。翼型升力和阻力分别为dspAdspN)sincos()sincos(22NARcossinsincosANDANL翼型绕流图画0°迎角绕流5°迎角绕流翼型绕流图画15°迎角绕流20°迎角绕流烟风洞翼型绕流实验小迎角较大迎角大迎角三、翼型绕流图画起动涡和附着涡翼型由静止加速到恒定运动状态的过程，称为起动过程。在起动过程中，由于流体粘性的作用和后缘有相当大的锐度，会有漩涡从后缘脱落，这种漩涡称为起动涡。同时，产生绕翼型的速度环量，也形成一个涡，称为附着涡。三、翼型绕流图画低速圆头翼型在小迎角时，其绕流图画如下图示。总体流动特点是：（1）整个绕翼型的流动是无分离的附着流动，在物面上的边界层和翼型后缘的尾迹区很薄；（2）前驻点位于下翼面距前缘点不远处，流经驻点的流线分成两部分，一部分从驻点起绕过前缘点经上翼面顺壁面流去，另一部分从驻点起经下翼面顺壁面流去，在后缘处流动平滑地汇合后下向流去。（3）在上翼面近区的流体质点速度从前驻点的零值很快加速到最大值，然后逐渐减速。根据Bernoulli方程，压力分布是在驻点处压力最大，在最大速度点处压力最小，然后压力逐渐增大（过了最小压力点为逆压梯度区）。而在下翼面流体质点速度从驻点开始一直加速到后缘，但不是均加速的。（4）随着迎角的增大，驻点逐渐后移，最大速度点越靠近前缘，最大速度值越大，上下翼面的压差越大，因而升力越大。NoImage（5）气流到后缘处，从上下翼面平顺流出，因此后缘点不一定是后驻点。NACA2412在迎角7.40时的压强分布曲线•库塔——儒可夫斯基后缘条件尖后缘的翼型，其后驻点不会出现在上翼面和下翼面上，而是必有起动涡产生，使翼型的饶流所具有的环量，恰好将后驻点移到后缘。