翼型的几何参数及其发展教学文案

1、精品文档翼型的几何参数及其发展1 、翼型的定义与研究发展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部分，其直接影响到飞机的气动性能和飞行品质。通常飞机设计要求，机翼和尾翼的尽可能升力大、阻力小、并有小的零升俯仰力矩。因此，对于不同的飞行速度，机翼的翼型形状是不同的。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；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

2、缘向下凹；对于超声速飞机，为了减小激波阻力，采用尖头、尖尾形翼型。第一次最早的机翼是模仿风筝的，在骨架上张蒙布，基本上是平板。在实践中发现弯板比平板好，能用于较大的迎角范围。1903 年莱特兄弟研制出薄而带正弯度的翼型。儒可夫斯基的机翼理论出来之后，明确低速翼型应是圆头，应该有上下缘翼面。圆头能适应于更大的迎角范围。一战期间，交战各国都在实践中摸索出一些性能很好的翼型。如儒可夫斯基翼型、德国Gottingen翼型，英国的RAF翼型（ Royal AirForce 英国空军；后改为 RAE翼型 -RoyalAircraftEstabilishment皇家飞机研究院） ，美国的 Clark-Y 。

3、三十年代以后， 美国的 NACA翼型（NationalAdvisory精品文档精品文档Committee forAeronautics ，后来为 NASA，NationalAeronauticsand Space Administration），前苏联的 翼型（中央空气流体研究院）。2 、翼型的几何参数翼型的最前端点称为前缘点，最后端点称为后缘点。前缘点也可定义为：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

4、距离。翼型上、下表面（上、下缘）曲线用弦线长度的相对坐标的函数表示。这里， y 也是以弦长 b 为基准的相对值。上下翼面之间的距离用翼型的厚度定义为例如， c =9%，说明翼型厚度为弦长的9%。上下缘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。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。精品文档精品文档最大弯度的位置表示为。NACA 4412此外，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，其圆心在中弧线前缘点的切线上。翼型上下表面在后缘处切线

5、间的夹角称为后缘角。在对称翼型的情况下，中弧线的纵坐标为零，所对应的翼型曲线分布用yt 表示，也称为翼型的厚度分布。即对于一般有弯度翼型，其上下缘曲线坐标表示为精品文档精品文档3 、NACA翼型编号美国国家航空咨询委员会（缩写为NACA，现在 NASA）在二十世纪三十年代后期，对翼型的性能作了系统的研究，提出了NACA四位数翼族和五位数翼族。他们对翼型做了系统研究之后发现：（1）如果翼型不太厚，翼型的厚度和弯度作用可以分开来考虑；（2 ）各国从经验上获得的良好翼型，如将弯度改直，即改成对称翼型，且折算成同一相对厚度的话，其厚度分布几乎是不谋而合的。由此提出当时认为是最佳的翼型厚度分布作为NAC

6、A翼型族的厚度分布。即前缘半径为中弧线取两段抛物线，在中弧线最高点二者相切。式中， p 为中弧线最高点的纵坐标，p 为弧线最高点的弦向位置。中弧线最高点的高度f （即弯度）和该点的弦向位置都是人为规定的。给f 和 p 及厚度c 以一系列的值便得翼型族。NACA四位数翼族：精品文档精品文档其中第一位数代表f ，是弦长的百分数；第二位数代表p ，是弦长的十分数；最后两位数代表厚度，是弦长的百分数。例如NACA0012 是一个无弯度、厚 12%的对称翼型。有现成实验数据的NACA四位数翼族的翼型有6%、8%、 9%、 10%、 12%、15%、 18%、 21%、24五位数翼族的厚度分布与四位数翼型

7、相同。不同的是中弧线。具体的数码意义如下：第一位数表示弯度，但不是一个直接的几何参数，而是通过设计升力系数来表达的，这个数乘以3/2 就等于设计升力系数的十倍。第二、第三两位数是2p，以弦长的百分数来表示。最后两位数仍是百分厚度。例如 NACA 23012这种翼型，它的设计升力系数是（2）× 3/20=0.30 ； p=30/2, 即中弧线最高点的弦向位置在15%弦长处，厚度仍为12%。一般情况下的五位数编号意义如下有现成实验数据的五位数翼族都是230- 系列的，设计升力系数都是0.30 ，中弧线最高点的弦向位置p 都在 15%弦长处，厚度有12%、15%、18%、21%、 24%五种。其它改型的五位数翼型在此就不介绍了。精品文档精品文档此外还有层流翼型、超界翼型等。层流翼型是为了减小湍流摩擦阻力而设计的，尽量使上翼面的顺压梯度区增大，减小逆压梯度区，减小湍流范围。层流翼型的速度分布