空气动力学 第7章 低速翼型的气动特性 PPT精品课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Folie 14
7.1 翼型的几何参数及其发展
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。
yf
1 2
(
yu
yd ), f
max(y f )
最大弯度的位置表示为 x f 。
国家级精品课程
空气动力学 （新版）
北京航空航天大学 2017，2
Folie1
第7章 低速翼型气动特性 （10学时）
第7章 低速翼型气动特性
7.1 翼型的几何参数和翼型研究的发展简介 7.2 翼型的空气动力系数 7.3 低速翼型的低速气动特性概述 7.4 库塔-儒可夫斯基后缘条件及环量的确定 7.5 任意翼型的位流解法 7.6 薄翼型理论 7.7 厚翼型理论 7.8 实用低速翼型的气动特性
Folie 7
7.1 翼型的几何参数及其发展
对于超声速飞机，为了减小激波阻力，采用尖头、尖 尾形翼型。
Folie 8
7.1 翼型的几何参数及其发展
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。
Folie 11
7.1 翼型的几何参数及其发展
Folie 12
7.1 翼型的几何参数及其发展
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距离。
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
yt
1 2
( yu
yd
), c
max(
2 yt ),
xc
xc b
Folie 17
7.1 翼型的几何参数及其发展
Folie 18
7.1 翼型的几何参数及其发展
对于一般有弯度翼型，其上下缘曲线坐标表示为
xu x yt sin yu y f yt cos xd x yt sin yd y f yt cos
xu x yu y f yt xd x yd y f yt
Folie 19
7.1 翼型的几何参数及其发展
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 NACA翼型族的厚度分布。即
c
yt
(0.29690 0.2
x 0.12600x 0.35160x2 0.28430x3 0.10150x4 )
Folie 20
7.1 翼型的几何参数及其发展
前缘半径为 r 1.1019c2
中弧线取两段抛物线，在中弧线最高点二者相切。
yf
f x2
f
(2xf x x2 )
yf
f (1 x f )2
Folie 15
7.1 翼型的几何参数及其发展
•xf
•NACA 4412
Folie 16
7.1 翼型的几何参数及其发展
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 后缘处切线间的夹角称为后缘角。
•返回
Folie 4
Folie 5
•翼型绕流
Folie 6
wk.baidu.com
7.1 翼型的几何参数及其发展
通常飞机设计要求，机翼和尾翼的升力尽可能大、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、后缘向下 凹；
Folie 3
7.1 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。
Folie 13
7.1 翼型的几何参数及其发展
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。
yu
yu b
fu (x), yd
yd b
x fd (x), x b
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
2 yt yu yd
翼型的厚度定义为 c max( yu yd ) 例如，c =9%，说明翼型厚度为弦长的9%。
(1 2xf ) 2xf x x2
x xf x xf
式中，f为中弧线最高点的纵坐标， xf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xf及厚度c以一系列的值便 得翼型族。
Folie 9
Folie 10
7.1 翼型的几何参数及其发展
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 Air Force英国空军；后改为RAE翼型--Royal Aircraft Estabilishment 皇家飞机研究院），美国的 Clark-Y。三十年代以后，美国的NACA翼型（National Advisory Committee for Aeronautics，后来为NASA， National Aeronautics and Space Administration ），前苏 联的ЦАΓИ翼型（中央空气流体研究院）。
7.1 翼型的几何参数及其发展
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。
yf
1 2
(
yu
yd ), f
max(y f )
最大弯度的位置表示为 x f 。
国家级精品课程
空气动力学 （新版）
北京航空航天大学 2017，2
Folie1
第7章 低速翼型气动特性 （10学时）
第7章 低速翼型气动特性
7.1 翼型的几何参数和翼型研究的发展简介 7.2 翼型的空气动力系数 7.3 低速翼型的低速气动特性概述 7.4 库塔-儒可夫斯基后缘条件及环量的确定 7.5 任意翼型的位流解法 7.6 薄翼型理论 7.7 厚翼型理论 7.8 实用低速翼型的气动特性
Folie 7
7.1 翼型的几何参数及其发展
对于超声速飞机，为了减小激波阻力，采用尖头、尖 尾形翼型。
Folie 8
7.1 翼型的几何参数及其发展
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。
Folie 11
7.1 翼型的几何参数及其发展
Folie 12
7.1 翼型的几何参数及其发展
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距离。
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
yt
1 2
( yu
yd
), c
max(
2 yt ),
xc
xc b
Folie 17
7.1 翼型的几何参数及其发展
Folie 18
7.1 翼型的几何参数及其发展
对于一般有弯度翼型，其上下缘曲线坐标表示为
xu x yt sin yu y f yt cos xd x yt sin yd y f yt cos
xu x yu y f yt xd x yd y f yt
Folie 19
7.1 翼型的几何参数及其发展
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 NACA翼型族的厚度分布。即
c
yt
(0.29690 0.2
x 0.12600x 0.35160x2 0.28430x3 0.10150x4 )
Folie 20
7.1 翼型的几何参数及其发展
前缘半径为 r 1.1019c2
中弧线取两段抛物线，在中弧线最高点二者相切。
yf
f x2
f
(2xf x x2 )
yf
f (1 x f )2
Folie 15
7.1 翼型的几何参数及其发展
•xf
•NACA 4412
Folie 16
7.1 翼型的几何参数及其发展
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 后缘处切线间的夹角称为后缘角。
•返回
Folie 4
Folie 5
•翼型绕流
Folie 6
wk.baidu.com
7.1 翼型的几何参数及其发展
通常飞机设计要求，机翼和尾翼的升力尽可能大、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、后缘向下 凹；
Folie 3
7.1 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。
Folie 13
7.1 翼型的几何参数及其发展
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。
yu
yu b
fu (x), yd
yd b
x fd (x), x b
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
2 yt yu yd
翼型的厚度定义为 c max( yu yd ) 例如，c =9%，说明翼型厚度为弦长的9%。
(1 2xf ) 2xf x x2
x xf x xf
式中，f为中弧线最高点的纵坐标， xf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xf及厚度c以一系列的值便 得翼型族。
Folie 9
Folie 10
7.1 翼型的几何参数及其发展
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 Air Force英国空军；后改为RAE翼型--Royal Aircraft Estabilishment 皇家飞机研究院），美国的 Clark-Y。三十年代以后，美国的NACA翼型（National Advisory Committee for Aeronautics，后来为NASA， National Aeronautics and Space Administration ），前苏 联的ЦАΓИ翼型（中央空气流体研究院）。