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时间:2010-10-20 23:45来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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状按载荷分布的要求设计,相对弯度f 按所需要翼型的设计升力系数的大小而定。
众所周知,所谓翼型的设计升力系数是指飞机常用的,即在巡航飞行时的值。做为
翼型的设计升力系数,是在进行翼型设计时,由设计者根据上述适用于某个巡航速度的要求,
确定的设计翼型的依据,这也就是说,各种翼型都是按适用于某一巡航速度的要求设计的。
Cy Cy
翼型在其设计升力系数附近,具有最有
利的压力分布,从而使其阻力系数最小,升
阻比也比较大。从翼型手册等文献资料中所
给出的翼型关系曲线中,也可以看
清这一点。图6.4 示出了NACA 65
Cx ~ Cy
3系列的五
个翼型Cx ~ Cy 曲线。
对于低速飞机,巡航速度比较小,所需
升力系数就要大一些,显然应选取f 较大的
翼型。相比之下,对于高速飞机,则应选取f
比较小的翼型或f =0 的对称翼型。
例如,对于一般的高亚音速飞机,其巡
航速度约为M =0.8 左右,所需的约在
0.3~0.4 左右。从图6.4 中可以看出选取
NACA65
Cy
3-218 较为有利,巡航飞行时翼型阻力
最小。
一些超音速战斗机仍然是亚音速巡航,
所以也多选用亚音速的低阻翼型,如表6.1 所示。
表6.1 一些战斗机的翼型表
战斗机 翼 型 最大速度战斗机 翼 型
最大速

F-86A
翼根NACA0012(9.4)-64
翼尖NACA0011(8.2)-64
1070km/h F5A NACA65A004.8(修) M1.4
F-100A NACA64A-007 M1.3 F-8E
翼根NACA65A006.0
翼尖NACA65A005.0
M1.87
F-101A
翼根NACA65A007(修)
翼尖NACA65A006
M1.85 F-111A
转轴NACA65004.8
翼尖NACA64A0010
M2.5
F-102A
NACA0004-65
(修)弯前缘
M1.25 F-14A
翼根ε=3.36%,τ=9.6%
翼尖ε=3.36%(χ=20°),τ=9%
M2.34
F-104G
双圆弧超音速翼型
ε=3.36% rb=0.041cm
M2.35 F-15
翼根NACA64A006.6
翼尖NACA64A203(修)
M2.5
F-105D
翼根NACA65A005.5
翼尖NACA65A003.7
M2.1 F-16A 基本翼NACA64A204 M2
F-106A
NACA0004-65
(修)弯前缘
M2 米格-19
ЦАГИ层流翼型翼根C-12C
翼尖C-7C
M1.4
F-4B
翼根NACA0006.4-64
翼尖NACA0003-64
M2.4 米格-21 ЦАГИ层流翼型C-9C M2
在高亚音速时,随着M 数的增大,翼面附近出现超音速区,并且会产生局部激波(图6.5)。
图6.4 NACA 653翼型的Cx ~ Cy 曲线
· 75 ·

这将迅速减小升力和突然增大阻力。为了提高临界马赫数,减弱激波强度,60 年代后期,一
种新的称之为“超临界翼型”被人们设计出来。这种翼型的特征是,上表面较平坦,下表面后
段弯曲较大,并向上内凹,头部半径较大,如图6.6 所示。
图6.5 翼型的跨音速流场与激波
超临界翼型的气动特性从图上可看出,在跨音速流时,激波强度明显减弱,并靠近翼型的
后缘位置。超临界翼现已广泛应用于现代运输机和客机上。这种翼型也被用于设计超临界机动
战斗机的试验中。 附面层加厚与分离
M∞> M临界
超临界
普通
超临界翼型
普通翼型
图6.6 普通翼型与超临界翼型的外形及跨音速压力分布的比较
二、机翼的平面形状设计
机翼平面几何形状参数有机翼的面积、展弦比、根梢比、后掠角等,如图6.7 所示。
(一)展弦比λ
机翼的展弦比λ = l 2 / S 。l ——机翼的展长, S ——机翼的面积。
λ 的大小,对机翼的诱导阻力系数、零升阻力系数和升力线斜率等方面的气动
特性都有影响。
xi C 0 x C αy
C
对于低速飞机诱导阻力在机翼阻力中占一定的比例,不可忽视。Cxi 与λ 成反比,增大机
翼的展弦比可以降低诱导阻力和增大升阻比,这对提高飞机的升限和加大飞机的航程都是有利
的。
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图6.7 机翼平面形状的几何参数定义
机翼的面积— S
机翼的展长— l
展弦比λ = l 2 / S
根梢比η
后掠角χ
l /2
高速飞机的阻力中,波阻占很大的比例。减小机翼的展弦比,可使阻力系数明显降低。
Cx ~ M 曲线随λ 的变化如图6.8 所示。
因此,对于超音速飞机,应采用较小的展弦比。这主要是因为,减小λ 可以使临界M 数提
高,延缓激波的产生,减弱激波的强度,从而使波阻降低。
λ 对机翼升力系数曲线的斜率也有明显的影响。αy
C λ 减小, 也减小。如αy
C Cy ~α 曲线
随λ 的变化图6.9 所示。
图6.8 不同展弦比机翼的Cx ~ M 曲线 图6.9 不同展弦比机翼的Cy ~ α 曲线
由图6.9 也可以看出,当机翼的λ 减小时,临界攻角和着陆攻角也随之增大很多。因此,
实际上要在着陆时利用其所能提供的值是比较困难的,要受到起落架高度的限制。
Cxmax
λ 减小,可以防止大攻角时翼尖失速,减小从亚音速到超音速过程中,气动焦点的移动量,
这对改善高速飞机的纵向稳定性和操纵性是有利的。但减小λ ,由于降低了飞机横滚阻尼特性,
又对飞机的横向稳定性和操纵性产生不利的影响。
· 77 ·

此外,减小展弦比,会使机翼根部的弯矩减小,结构重量减轻,并且在机翼面积相同的情
况下,机翼的弦长和厚度的绝对尺寸加大,使机翼的结构高度增大,这对承力构件的布置和内
部容积的利用都是有利的。
总的来说,对于亚音速飞机宜采用较大的λ ,一般在6~8 左右,最大甚至超过10。对于
超音速飞机,约在3~5 左右,有的小到2 左右。
 
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