飞机翼型教学课件

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1、第1章翼型低速气动特性1.1翼型的几何参数和翼型研究的发展简介1.2翼型的空气动力系数1.3低速翼型的低速气动特性概述1.4库塔-儒可夫斯基后缘条件及环量的确定1.5任意翼型的位流解法1.6薄翼型理论1.7厚翼型理论1.8实用低速翼型的气动特性1.1翼型的几何参数及其发展一、翼型的定义在飞机的各种飞行状态下，机翼是飞机承受升力的主要部件，而立尾和平尾是飞机保持安定性和操纵性的气动部件。一般飞机都有对称面，如果平行于对称面在机翼展向任意位置切一刀，切下来的机翼剖面称作为翼剖面或翼型。翼型是机翼和尾翼成形重要组成

2、部分，其直接影响到飞机的气动性能和飞行品质。1.1翼型的几何参数及其发展翼型按速度分类有低速翼型亚声速翼型超声速翼型1.1翼型的几何参数及其发展翼型按形状分类有圆头尖尾形尖头尖尾形圆头钝尾形1.1翼型的几何参数及其发展二、翼型的几何参数NACA4415前缘厚度中弧线后缘弯度弦线弦长b后缘角1.1翼型的几何参数及其发展1、弦长前后缘点的连线称为翼型的几何弦。但对某些下表面大部分为直线的翼型，也将此直线定义为几何弦。翼型前、后缘点之间的距离，称为翼型的弦长，用b表示，或者前、后缘在弦线上投影之间的距离。1.1翼型

3、的几何参数及其发展2、翼型表面的无量纲坐标翼型上、下表面曲线用弦线长度的相对坐标的函数表示：1.1翼型的几何参数及其发展通常翼型的坐标由离散的数据表格给出：1.1翼型的几何参数及其发展3、弯度弯度的大小用中弧线上最高点的y向坐标来表示。此值通常也是相对弦长表示的。翼型上下表面y向高度中点的连线称为翼型中弧线。如果中弧线是一条直线（与弦线合一），这个翼型是对称翼型。如果中弧线是曲线，就说此翼型有弯度。1.1翼型的几何参数及其发展中弧线y向坐标（弯度函数）为：相对弯度最大弯度位置1.1翼型的几何参数及其发展厚度分

4、布函数为：相对厚度最大厚度位置4、厚度1.1翼型的几何参数及其发展5、前缘半径，后缘角翼型的前缘是圆的，要很精确地画出前缘附近的翼型曲线，通常得给出前缘半径。这个与前缘相切的圆，其圆心在处中弧线的切线上。翼型上下表面在后缘处切线间的夹角称为后缘角。1.1翼型的几何参数及其发展三、翼型的发展对于不同的飞行速度，机翼的翼型形状是不同的。如对于低亚声速飞机，为了提高升力系数，翼型形状为圆头尖尾形；而对于高亚声速飞机，为了提高阻力发散Ma数，采用超临界翼型，其特点是前缘丰满、上翼面平坦、后缘向下凹；对于超声速飞机，为

5、了减小激波阻力，采用尖头、尖尾形翼型。通常飞机设计要求，机翼和尾翼的尽可能升力大、阻力小。1.1翼型的几何参数及其发展对翼型的研究最早可追溯到19世纪后期，那时的人们已经知道带有一定安装角的平板能够产生升力，有人研究了鸟类的飞行之后提出，弯曲的更接近于鸟翼的形状能够产生更大的升力和效率。鸟翼具有弯度和大展弦比的特征平板翼型效率较低，失速迎角很小将头部弄弯以后的平板翼型，失速迎角有所增加1.1翼型的几何参数及其发展1884年，H.F.菲利普使用早期的风洞测试了一系列翼型，后来他为这些翼型申请了专利。早期的风洞1

6、.1翼型的几何参数及其发展与此同时，德国人奥托·利林塔尔设计并测试了许多曲线翼的滑翔机，他仔细测量了鸟翼的外形，认为试飞成功的关键是机翼的曲率或者说是弯度，他还试验了不同的翼尖半径和厚度分布。1.1翼型的几何参数及其发展美国的赖特特兄弟所使用的翼型与利林塔尔的非常相似，薄而且弯度很大。这可能是因为早期的翼型试验都在极低的雷诺数下进行，薄翼型的表现要比厚翼型好。1.1翼型的几何参数及其发展随后的十多年里，在反复试验的基础上研制出了大量翼型，有的很有名，如RAF-6，Gottingen387，ClarkY。这些翼

7、型成为NACA翼型家族的鼻祖。1.1翼型的几何参数及其发展在上世纪三十年代初期，美国国家航空咨询委员会（NationalAdvisoryCommitteeforAeronautics，缩写为NACA，后来为NASA，NationalAeronauticsandSpaceAdministration）对低速翼型进行了系统的实验研究。他们发现当时的几种优秀翼型的折算成相同厚度时，厚度分布规律几乎完全一样。于是他们把厚度分布就用这个经过实践证明，在当时认为是最佳的翼型厚度分布作为NACA翼型族的厚度分布。厚度分布函

8、数为：最大厚度为。1.1翼型的几何参数及其发展1932年，确定了NACA四位数翼型族。式中，为相对弯度，为最大弯度位置。例:NACA②④①②中弧线取两段抛物线，在中弧线最高点二者相切。1.1翼型的几何参数及其发展1935年，NACA又确定了五位数翼型族。五位数翼族的厚度分布与四位数翼型相同。不同的是中弧线。它的中弧线前段是三次代数式，后段是一次代数式。例:NACA：来流与前缘中弧线平行时的理论升力系