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时间:2011-02-10 15:42来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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亚音速阶段。阻力系数基本上不随 %&数而变化,在快接近 %&临时才稍有增加。其原因是空气压缩性的影响,会引起翼型压力分布的改变,使后缘反压梯度增加,引起附面层增厚,导致型阻中的黏性压差阻力有一定增加。在计算中常引入系数 -.对不可压情况下的型阻系数进行修正,即
"型 ’ " %"型不() *+ *)))修正系数 " %与相对厚度 /,%&数等有关,可由专用曲线中查得。
跨音速阶段。超过临界 %&数以后,机翼上出现局部超音速区以及局部激波。由于波阻的出现,阻力系数随着飞行 %&数的增大而增加,%&数增至 )附近,阻力系数达到最大。
超音速阶段。%&数再增大,阻力系数开始随 %&数逐步增大而下降。理论研究证明,超音速阶段翼型的波阻系数随 %&数变化的关系,可以用下式进行计算
"波 ’
%&0 * ) % 2
%&3 *)/ 2
%&03  *) 4() *+ *))
11
 1 
式中第一项与迎角有关(即与升力有关),称为升力波阻;第二项和第三项分别与厚度和弯度有关,即使在升力等于零时,这部分阻力依然存在,称为零升波阻,用 "5波表示。零升波阻系数为
"5波 ’
%&)1 * )(3/ 2 034)() * *)+)
式中 /、4为翼型的相对厚度和相对弯度;3是与翼型形状有关系数,如菱形 3 ’0,双弧形 6’ 78++,可查表而知。将式 ) *+ *)+及 ) *+ *9代入式 ) *+ *)可得
"波 ’ " 5波 2
%&01*)"() *+ *)0)
:
由式() *+ *))可知,%& ;)以后,随 %&数增大,波阻系数下降。
+8力矩特性
前一章已经说明,翼型绕点的力矩,用力矩系数
<=> ’<=? *"(:焦 *压)如果采用对称薄翼,焦点和压力中心的位置是重合的。理论上可以证明,低速时,翼型焦点的位置约在 7@ A处;在超音速阶段,焦点在 7?@ A处;在跨音速阶段,由于上、下翼面局部激波的发展,使焦点随 %&数的变化而变化。翼剖面不同,变化规律也
•0?•

 

不一致,只能
借助于实验方法来确定。
对翼型前缘点的力矩系数(抬头为正)
"  %&’压(( ) (*)应用式(( ) +)在,超音速飞行时此力矩系数可写为
"
-., / ( 1(/
-./ / ((( ) (2)
0
 0 
三、高速翼型特点
综合上述各点可知,在 -.0 3-.临后,流过机翼的气流参数变化特点与亚音速时大不相同,它使得机翼的升力、阻力、力矩特性都发生了很大的变化。
为了适应这些变化,在高速飞机的翼型外形上采用了相应的措施。对于亚音速飞行的飞机,主要设法尽量提高翼型的 -.临以延迟机翼气动力的急剧变化;对于主要在跨音速飞行的飞机,主要设法缓和 %’的增长幅度,减少 %&的波动幅度及缩短 -.临和 -.上临之间的范围;对于主要在超音速飞行的飞机,则尽量设法减少波阻。
提高翼型 -.临的措施,是使翼型的压力分布(或速度分布)均匀化,以推迟超音速区的出现从而使翼型 -.临得到提高。为此,一般翼型可采用对称或小弯度薄翼,最大厚度位置靠近翼弦的中部。对于喷气式运输机,则可以选用相对厚度较大,但临界 -.数相当高的超临界翼型。为了减少翼型头部的激波强度,高速翼型的头部不像低速翼型那样钝,以防止脱体激波和正激波的产生。
减少 4是缩短 -临和 -上临之间范围的有效办法。很明显 4 5时的平板( 6 5), -.临和 -上临间距离趋于 5,也就是没有跨音速范围。实际上 4是不能等于 5的,所以当 4较小时, -和 -临之间距离较小, 74& 8 (或 %&)随 -数的变化曲线没有多大
临上7
变动,在跨音速范围内几乎是平滑、单调地由亚音速过渡到超音速。
第四节 9后掠机翼
为了改善机翼在跨音速和超音速飞行时的气动特性,除了在机翼剖面形状上采取适当措施外,在机翼的平面形状方面也有相应变化。为了改善跨音速飞机的飞行性能,现代高速飞机广泛采用了后掠机翼。
一、绕后掠机翼的流动和展向载荷分布特点
设后掠机翼翼展是无限长的情况,如图 ( ) (5所示。当空气流过此机翼时,可以将 :0分解为两个分速,一个是垂直于前缘的法向流动分速 :;  :04<=",一个是 •,(•
 
平行于前缘的展向流动分速 " %&’。如果此无限翼展的机翼由同一翼型所组成,若不考虑气流黏性,则展向流动对于翼面上的压力分布无影响,而垂直于前缘的法向气流则好像是流过一个平直机翼一样。也就是说,此无限翼展机翼的气动特性仅取决于法向流动,而与展向流动无关。

图 ( )* )(+,空气流过后掠翼时速度的分解
当气流流过此机翼时,由于展向分速不变而法向分速不断改变,使得流线会产生倾斜。空气从远前方流近前缘,法向分速受到阻滞而越来越慢,展向分速保持不变
("-")。这样,越靠近前缘,不仅速度越来越慢,而且气流方向越来越向左偏斜。经前缘后,空气流向最小压力点的途中,法向分速又逐渐增加( ’. / 0’1),而展向分速不变(".  "1),所以局部流速渐渐增加且方向转向右边。以后,又因法向分速减小,气流又转回原来方向。
对于有限翼展的后掠翼,由于翼根和翼尖的影响,使它与无限翼展后掠翼情况有一定的差别。但在后掠翼的中间部分与无限翼展后掠翼是十分接近的。
后掠翼由于翼根和翼尖的存在,将引起所谓翼根效应和翼尖效应。在根部上表面前段,流线偏离对称面,流管扩张变粗;而在后段流线向内偏斜,流管收缩变细。在亚音速条件下,前段变粗,于是流速减慢,压力升高;后段变细,流速加快,压力降低
(即吸力增大)。流管的最小截面位置后移,故最小压力点后移(相对于后掠翼中段)
至于翼尖部分,情况正好相反,翼尖外侧气流是径直向后流动。而翼尖部分的前段流线向外偏斜,故流管收缩变细,流速加快,压力降低(即吸力增加);而在后段,因流线向内偏斜,故流管扩张变粗,流速减慢,压力升高。因流管最小截面位置前移(相对于后掠翼的中段来讲),虽然在翼尖部分下翼面压力大于上翼面,造成向上翻的气流,增加了一些上翼面的压力。但由于流线偏斜的影响是主要的,最低压力点还是前移。这种现象称为翼尖效应。
 
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