空氣動力學(xué)ppt課件.ppt

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1、3.5翼型的表達(dá)方式翼型都有名稱。一般地，由研究者或研究機(jī)關(guān)的名字后面加上幾位數(shù)字來表示。以往，在翼型研究上有名的單位有：德國的歌廷根(Gottingen)大學(xué)英國皇家航空公司(RoyalAircraftFactory,RAF）美國航空咨詢委員會(NationalAdvisoryCommitteeforAeronautics,NACA)例如，Go623,RAF15,NACA4412研究機(jī)關(guān)名后的數(shù)字，有的表示開發(fā)的順序，有的表示翼型的幾何學(xué)尺寸。有時(shí)還加上表示氣動特性的數(shù)值。通過對翼型的幾何學(xué)分析，得知翼型的形狀是由(1)中弧線的形狀，(2)最大翼厚

2、比，(3)厚度分布來決定的。將這三個(gè)要素進(jìn)行組合，就得到各種不同的翼型。給出這些要素，將其合成的作圖法如下：如圖，以前緣為原點(diǎn)，翼弦為　軸。在翼弦的垂直方向取　軸。畫中弧線　　　。在中弧線上的點(diǎn)的翼厚在垂直方向上給出。機(jī)翼上表面上的點(diǎn)下表面上的點(diǎn)以NACA4位數(shù)的翼型為例。中弧線由兩條拋物線在最大彎度處相切而成長度以翼弦長為１作標(biāo)準(zhǔn)。中弧線的方程如下這里　為最大彎度，　為最大翼厚比。厚度分布為以上的作圖法，在翼型的研究開發(fā)中有用。對于已經(jīng)開發(fā)、公開的翼型，使用起來很不方便。通常使用翼型坐標(biāo)。如圖，翼弦坐標(biāo)使用垂直于翼弦的直線，在上下表面的兩個(gè)交點(diǎn)的坐

3、標(biāo)。以翼弦長100為標(biāo)準(zhǔn)。翼型坐標(biāo)和性能曲線一起公布。設(shè)計(jì)師可以根據(jù)目的選擇合適的翼型，用翼型坐標(biāo)來制圖。表為３種翼型的坐標(biāo)圖為３種翼型。圖為NACA23012在各個(gè)升力系數(shù)時(shí)的壓強(qiáng)分布曲線NACA23012為NACA翼型中被廣泛使用的翼型。NACA64A218為低阻力翼型（層流翼型），用于YS-11型運(yùn)輸機(jī)。Lissaman7769為美國人Lissaman開發(fā)的人力飛機(jī)用翼型。美國NACA于1929年著手大規(guī)模地、有組織地開發(fā)翼型。作為成果，誕生了4位數(shù)系列翼型(4-digidseriesarifoil)，5位數(shù)系列翼型(5-digidseries

4、arifoil)，6系列翼型(6seriesairfoil)等高性能翼型。而且，直至高雷諾數(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都被公開，至今仍被航空機(jī)廣泛使用。3.5.1NACA4位數(shù)翼型中弧線在最大彎度處相切，中弧線的形狀由最大彎度的位置和大小來決定。厚度分布由當(dāng)時(shí)有名的ClarkY和Go398派生出來。將厚度分布曲線在縱坐標(biāo)方向放大或縮小。翼型的形狀由四位數(shù)字來表示：最大彎度、最大彎度位置、以及最大翼厚比。翼弦長為100時(shí)，各數(shù)字的意義如圖。3.5.1NACA5位數(shù)翼型4位數(shù)翼型有最大彎度位置在20﹪，30﹪，40﹪，50﹪，60﹪，70﹪的６種。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，最大彎

5、度在25﹪翼弦點(diǎn)之前，可以得到較高的最大升力系數(shù)。于是開發(fā)了最大彎度位置為5﹪，10﹪，15﹪，20﹪，25﹪的翼型。這種情況下，需對中弧線重新設(shè)定。在翼型前部用３次曲線，后部用直線或反轉(zhuǎn)的３次曲線。3.5.3NACA6系列翼型NACA以低阻力翼型為目標(biāo)，于1939年完成了１系列翼型，然后是２系列，３系列，直至８系列。這些翼型的基本對稱翼（彎度為０時(shí)翼型）的最小壓強(qiáng)在機(jī)翼后部產(chǎn)生，被稱為低阻力翼型(low-dragairfoil)或?qū)恿饕硇?laminarairfoil)。其中最成功的是１系列，６系列，７系列。６系列翼型現(xiàn)在廣泛用于低速飛機(jī)的主翼，１

6、系列主要用于螺旋槳的翼型。以NACA65,3-218為例，來考慮６系列翼型的數(shù)字的意義。第一個(gè)數(shù)字為系列號。第二個(gè)數(shù)字表示基本對稱翼最小壓強(qiáng)點(diǎn)位置的1/10。第三個(gè)數(shù)字表示的上下范圍的十倍數(shù)。分號后的第一個(gè)數(shù)為設(shè)計(jì)升力系數(shù)　的十倍。最后兩位數(shù)字表示最大翼厚比。低阻力翼型的設(shè)計(jì)升力系數(shù)附近的阻力特性中弧線作如下彎曲：如變成沒有厚度的薄翼，沿翼弦方向的載荷均勻分布，或在后部呈直線變化3.6翼型的氣動特性完全流體中機(jī)翼周圍產(chǎn)生升力，但不產(chǎn)生阻力。由于有空氣粘性，所以有阻力。升力也受到粘性的影響（例如機(jī)翼的失速）。翼型的氣動特性隨中弧線的形狀，翼厚，厚度的分

7、布而變化。特別是彎度、翼厚的影響很大。一般地，彎度越大升力系數(shù)越大。減小翼厚，阻力也隨之減小。即使是同樣的翼型，隨雷諾數(shù)、氣流的紊亂、翼表面的粗糙度的不同而改變特性。翼型的性能通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)對測定的升力、阻力、力矩進(jìn)行無量綱化，用曲線來表示。作用于２維機(jī)翼的單位翼展上的阻力稱為翼型阻力(profiledrag)。圖為兩種翼型的氣動特性。由此來讀取翼型的性質(zhì)，判斷與其他翼型的優(yōu)劣。翼型周圍的流動是亞聲速時(shí)，翼型的阻力包括摩擦阻力和形狀阻力。圖為翼型周圍的流線圖。迎角小時(shí)，沒有邊界層的分離，尾流的寬度也很小，形狀阻力小到可以忽略。3.6.1摩擦阻力系數(shù)隨著

8、雷諾數(shù)的增加，邊界層不能保持層流，達(dá)到一定的雷諾數(shù)時(shí)，從機(jī)翼后緣部分開始向湍流轉(zhuǎn)捩。這個(gè)雷諾數(shù)叫臨界雷諾數(shù)(