飞机的气动布局与机翼的几何参数资料讲解
翼型及其气动性能参数的基本概念及应用
翼型及其气动性能参数的基本概念及应用翼型是指飞机、鸟类等载体所采用的具有特定截面形状的部件，它决定了载体的飞行性能。
在飞行器领域，翼型的气动性能参数是设计和优化翼型的基础。
本文将介绍翼型及其气动性能参数的基本概念及其应用。
1. 翼型翼型是由上、下表面、前缘和后缘构成的一个二维曲面，在飞行器领域有着广泛的应用。
翼型的形状对飞行器的气动性能影响非常大，关系着飞行器的升力、阻力、气动失速特性等。
2. 翼型气动性能参数翼型气动性能参数是指翼型概念设计和优化的基础，常见的翼型气动性能参数有：2.1 升力系数升力系数是指翼型受气动力作用产生的升力与翼展面积之比，记为Cl。
在翼型设计中，通常需要通过改变翼型的几何形状、攻角等因素来达到一定的升力系数。
升力系数可以用来评估翼型的升力性能，并与翼型的阻力系数相结合来评估翼型的性能。
2.2 阻力系数阻力系数是指翼型受气动力作用产生的阻力与翼展面积之比，记为Cd。
阻力系数是评估翼型阻力性能的重要参数，与翼型的升力系数一起可以用来评估翼型的综合气动性能。
2.3 气动中心位置气动中心位置是指翼型在气动力作用下产生的力和力矩中心，它是设计翼型和确定飞行器平衡特性的重要参数。
2.4 失速速度失速速度是指翼型在攻角增加到一定程度时失去升力的速度。
失速速度是评估翼型失速性能的关键参数之一。
3. 应用翼型的气动性能参数对于飞行器的设计、优化和性能评估都有着重要的应用价值。
例如，在飞机设计和优化中，可以通过改变翼型几何形状、攻角等因素来达到一定的升力、阻力和失速性能要求。
在飞行器的性能评估中，可以通过分析翼型的气动性能参数来评估飞行器的升力、阻力、气动稳定性等性能特征。
总之，翼型及其气动性能参数是飞行器设计和优化的基础，深入了解和掌握翼型的基本概念和气动性能参数，对于提高飞行器的性能、减小飞行器的阻力和增加飞行器的升力等都具有重要的意义。
飞机翼型的主要几何参数
飞机翼型的主要几何参数
1.翼展：翼展是指飞机两个翼端之间的距离。
它决定了翼的长度和形状，是飞机的重要尺寸参数之一、翼展直接影响了飞机的机动性和操纵性能。
2.翼弦：翼弦是指垂直于机身的尺寸，在飞机翼的前缘和后缘之间的距离。
翼弦的变化会影响翼型的厚度和剖面以及气动性能。
3.翼展梢长：翼展梢长是指翼的后缘从翼根到梢端的长度。
翼展梢长的变化会影响飞机的升力分布和阻力特性，对行驶和进近时的操纵性能具有重要影响。
4.翼面积：翼面积是指飞机翼的总表面积。
它是计算飞机升力的重要参数，也直接影响飞机的起飞和降落性能以及滑行阻力。
5.翼厚：翼厚是指飞机高度方向上翼的厚度。
翼厚对飞机的升力和阻力产生影响。
较厚的翼厚能够提供更大的升力，但也会增加阻力。
6.剖面：飞机翼的剖面是指飞机翼在垂直于翼弦方向上的形状。
这个形状通常由一系列的气动和几何特性参数描述，如前缘、后缘、最大厚度位置等。
剖面的形状决定了飞机在飞行过程中的气动性能和阻力特征。
除了以上主要的几何参数，还有一些次要的几何参数也对飞机翼型的设计和性能产生影响，如后掠角、前掠角、扭曲角等。
这些参数描述了翼的倾斜和变形情况，对飞机的操纵性、稳定性和阻力特性产生影响。
总结起来，飞机翼型的主要几何参数包括翼展、翼弦、翼展梢长、翼面积、翼厚和剖面等。
这些参数共同决定了飞机的机动性、升力和阻力特性，对飞机设计和性能有着重要的影响。
常见飞行器气动参数或气动模型
常见飞行器气动参数或气动模型一、气动参数1. 参考面积（Reference Area）：指飞行器所受气动力和气动力矩计算所采用的参考面积，通常以机翼参考面积为主。
2. 升力系数（Lift Coefficient）：是描述飞行器升力大小的无量纲参数，用CL表示。
它是升力与动压和参考面积的比值，即CL = Lift / (0.5 * ρ * V^2 * S)，其中ρ为空气密度，V为飞行速度，S为参考面积。
3. 阻力系数（Drag Coefficient）：是描述飞行器阻力大小的无量纲参数，用CD表示。
它是阻力与动压和参考面积的比值，即CD = Drag / (0.5 * ρ * V^2 * S)。
4. 升阻比（L/D Ratio）：指飞行器产生升力与阻力的比值，即L/D = Lift / Drag。
升阻比越大，飞行器的滑行距离越短，燃油消耗也越低。
5. 抗阻形状系数（Form Drag Coefficient）：描述飞行器由于外形造成的阻力大小，包括与速度平方成正比的压力阻力和与速度的一次方成正比的摩擦阻力。
6. 诱导阻力系数（Induced Drag Coefficient）：描述飞行器由于产生升力而产生的阻力大小，主要与升力系数和升力分布相关。
诱导阻力主要由翼尖涡引起。
7. 压力阻力系数（Pressure Drag Coefficient）：描述飞行器由于气流压力变化而产生的阻力大小，主要与形状相关。
8. 摩擦阻力系数（Skin Friction Drag Coefficient）：描述飞行器由于气流与飞行器表面摩擦而产生的阻力大小，主要与表面粗糙度相关。
9. 升力线性度（Linearity of Lift）：指飞行器升力系数与迎角之间的线性关系程度。
线性度越好，飞行器的稳定性和控制性能越好。
10. 迎角（Angle of Attack）：指飞行器机身或机翼与飞行方向之间的夹角。
适当的迎角可以增加升力和阻力，但超过一定范围会导致失速。
翼型与机翼的气动特性PPT课件
实线表示理想流体，虚线表示粘性流体， 这说明二者的区别主要来自于上翼面
正迎角下，下翼面一直加速；中等迎角之 上，下翼面的压强系数一直是正值；迎角 较大时，下翼面的压强系数可能为负值
上翼面：几乎整个上翼面边界层气流所遭 遇到的都是正压强梯度。在起初10%的距离 以内，正压强梯度更是特别强大，这对于 保持层流是不利的。这种翼型的边界层大 多是湍流的，摩阻也较大，Re较大，二者 差别越大
前面介绍了标准NACA翼型的命名和翼型气动特性。在 1970s，NASA设计出了一系列性能优于之前NACA的低速 翼型。新的NASA翼型采用数值模拟方法设计。通过风 洞测试，通过计算机设计的翼型性能有了明显提高。 下图为NASA LS(1)-0417翼型
6.2.2 低速机翼
一个翼型的 气动特性通 常用曲线表 示
M 1
速度图法概述
速度图法：恰普雷金 主要思想：将原来物理平面上用自变量x，y表示的全速势函数ф或流函
数Ψ变换成由速度平面上的自变量Vx， Vy或V、θ来表示（θ为速度矢 量与轴的夹角。 平面射流特点：（1）在射流自由面上流体的压力是相等的；（2）在轴 x所表示的壁面上，各点的速度方向已知，都是水平方向，但速度的大 小未知。
6.2 低速翼型及机翼气动特性
6.2.1 低速翼型
Airfoil characteristics(experiment)
翼型的低速绕流图画
翼型的低速绕流图画 起动涡：尾缘 附着涡：由绕整个翼型的环量形成 驻点位置变化：下翼面距前缘不远处；迎角越小，驻点离前缘越近
；迎角增大，驻点位置后移；压强最大点 压强与速度变化
升力系数随来流马赫数的变化
阻力系数随来流马赫数之变化
阻力系数随来流马赫数的变化
翼型与机翼的气动特性ppt课件
平板翼型效率较低，失速迎角很小
将头部弄弯以后的平板翼型， 失速迎角有所增加
6
1884年，H.F.菲利普使用早期的风洞测试了一系列翼型， 后来他为这些翼型申请了专利。
早期的风洞
7
与此同时，德国人奥托·利林塔尔设计并测试了许多曲线翼 的滑翔机，他仔细测量了鸟翼的外形，认为试飞成功的关键 是机翼的曲率或者说是弯度，他还试验了不同的翼尖半径和 厚度分布。
c yc 0.2 (0.29690 x 0.12600x
0.35160x 2 0.28430x 3 0.10150x 4 )
最大厚度为xc 30% c 。
11
中弧线取两段抛物线，在中弧线最高点二者相切。
yf
f xf 2
(2x f
x
x2)
y f
f (1 x f )2
3
翼型的几何参数
Leading edge: 前缘
trailing edge: 后缘
Chord line: 弦线
chord length: 弦长
Thickness: 厚度
camber:
弯度
Mean chamber line: 中弧线
4
翼型的分类
按几何形状，翼型可分为两类： 圆头尖尾的，用于低速、亚声速和跨声速飞行的飞机机翼
小迎角翼型绕流和 压强分布示意图
22
作用在机翼上的力
作用在机翼上的合力用 R 表示，合力矩用 M 表示，
V 表示无限远处的来流速度。如下图
23
如下图，L 为升力，D 为阻力，N 为法向力，A 为轴 向力，攻角 指的是 c 和 V 之间的夹角。
则有
L N cos Asin D N sin Acos
3.机翼的几何外形和气动力和气动力矩(4学时)_再修改
中心
2. 升力的机理
气流→翼型→上表面流线变密→流管变细 下表面平坦→流线变化不大(与远前方流线相比) 连续性定理、伯努利定理→翼型的上表面→流管变细→流管截面积减小→ 气流速度增大→故压强减小 翼型的下表面→流管变化不大→压强基本不变 上下表面产生了压强差→总空气动力R，R的方向向后向上→分力：升力L、 阻力D 升力方向垂直于来流速度方向，阻力，方向沿速度方向
重要的概念：临界迎角、失速
当迎角大过一定的值之后，就开始弯曲，再大一些，就达到了 它的最大值，此值记为最大升力系数，这是翼型用增大迎角的 办法所能获得的最大升力系数，相对应的迎角称为临界迎角 型的失速(stall)。这个临界迎角也称为失速迎角。 。过此再增大迎角，升力系数反而开始下降，这一现象称为翼
这就是所谓的Longer Path理论，
缺点：假设的两股气流在机翼后缘汇 合，缺乏根据，不能解释飞机倒飞和 对称翼型的升力
1894年，英国工程师及航空先驱 者nchester建立了机翼环流 理论，对于弯曲的机翼翼面，当 受到来流作用时相当于前缘有一 个逆风，后缘有一个顺风，由于 上下流动都不能发生积累现象因 此结果是产生一个环流导致上表 面产生一个低压，下表面产生一 个高压，这个压力差就是升力。
2.
l 2 0
3.
展长l:机翼z方向的最 大长度，通常取为机 翼的横向特征长度。 弦长c(z):机翼展向翼 剖面的弦长。有代表 性的弦长是根弦长c0 和尖弦长c1。
1.2.1平面形状和平面几何参数（续）
平均几何弦长
平均几何弦长：
平均气动弦长：
c平均 S
l
2 l2 2 cA c z dz S 0
R
A2 N 2
战斗机气动布局设计
八、气动布局的发展趋势
翼 ➢ 最优的空气动力 ➢ 先进的控制技术 ➢ 更好的推进系统 ➢ 新型的结构材料 ➢ 精巧的航电武器
谢 谢！
谢谢大家！29Fra bibliotekF-102
火神 F-106
五、无尾布局
➢ 无尾布局飞机的翼面少，可以减少飞机的重量和阻力。缺点主要是起降性能差和中低空 跨音速机动性差，后逐渐被鸭式布局所取代。但是，随着推力矢量技术的发展和飞机隐 身要求增加，无尾布局的缺陷可以用推力矢量来弥补，无尾布局翼面简洁，利于隐身的 优点将会得到发挥。
六、三翼面布局 在常规布局飞机的机翼前增加一付鸭翼的布局称为“三翼面布局”。
三、常规布局
➢ 机翼后缘布置有内侧襟翼，外侧副翼，或者是内外侧一起偏转的襟副翼；水平尾翼一般 对称偏转，起俯仰操纵与平衡作用。部分飞机因外侧副翼滚转操纵能力不足，采用水平 尾翼差动偏转来补充。
三、常规布局
➢ 机翼位于飞机重心附近，襟翼增升产生的低头力矩较小。 ➢ 梯形机翼居多，亚、跨声速机翼升阻比较好。
七、飞翼布局
早在二战期间，美国和德国就开始研究这种布局的飞机。现代采用飞翼布局最成功的是 美国B－2隐型轰炸机。
七、飞翼布局
➢ 优点是气动力效率高、升阻比大；雷达反射截面积小，隐身性能好。 ➢ 缺点与无尾布局相同，另外还须解决没有垂直尾翼带来的航向稳定性和控制问题。
七、飞翼布局
➢ 飞翼布局目前受限于航向操纵效能低，只适用于机动性要求不高的机种。但将来的发展 前途未可限量。现在掌握的技术中，推力矢量能助其一臂之力。
六、三翼面布局
➢ 三翼面布局集合了常规布局和鸭式布局的优点，提高了飞机的机动性。缺点是增加了一 付翼面，带来阻力、重量和驱动装置增加。
六、三翼面布局
物理机翼知识点总结大全
物理机翼知识点总结大全在航空航天领域，机翼是飞机的重要部件，它不仅能提供升力，还能影响飞机的稳定性和操控性能。
本文将对机翼的诸多知识点进行全面总结，包括机翼的结构、气动力学原理、机翼设计及影响因素等内容，以期为读者提供全面深入的了解。
一、机翼的结构1. 机翼的基本结构机翼是飞机上最重要的部件之一，其主要结构包括翼型、翼剖面、前缘后缘、翼梁、翼肋、翼壁等。
翼型是机翼的横截面形状，其设计影响着机翼的气动性能，通常采用NACA翼型。
前缘是机翼前部的边，通常是圆滑的弧形，以减小气流的阻力。
后缘是机翼后部的边，通常是锐利的切割，以减小气流的漩涡。
2. 机翼的组成部件机翼由翼梁、翼肋、翼翼壁、前后翼轮、边缘各种部件组成，翼梁是机翼的骨架，用于承受飞行中产生的各种荷载，翼肋则用于连接翼壁和翼梁，起到支撑和定位作用。
3. 机翼的操纵系统机翼的操纵系统包括副翼、襟翼、缝翼以及襟翼。
副翼用于控制飞机在横滚轴的转向，襟翼用于控制飞机在俯仰轴的转向，缝翼和襟翼用于增加机翼的升力。
二、气动力学原理1. 升力和阻力在飞行过程中，机翼产生的升力能够支持飞机的飞行，而阻力则是机翼在空气中运动时产生的摩擦力。
升力和阻力是机翼气动力学特性的重要指标，其大小与机翼的气动外形、攻角、翼面积等因素有关。
2. 机翼的气动性能机翼的气动性能由其空气动力学特性决定，包括升力系数、阻力系数和升力阻力比等参数。
升力系数和阻力系数是描述机翼升力和阻力大小的参量，升力阻力比是衡量机翼气动性能优劣的重要指标。
3. 攻角和失速攻角是指机翼载荷方向与机体坐标系的夹角，攻角的变化会直接影响机翼的升力和阻力。
失速是机翼在攻角过大时突然丧失升力的现象，会导致飞机失去升力支撑而坠机。
三、机翼设计及影响因素1. 翼型设计翼型设计是机翼设计的核心内容之一，通常采用数学模型对翼型进行优化设计，以实现最佳的气动性能。
NACA翼型是机翼设计中经常采用的标准翼型，其曲线的参数能够有效地描述翼型的气动特性。
描述飞机机翼的几何参数
描述飞机机翼的几何参数
飞机机翼的几何参数是飞机设计中至关重要的部分，它直接影
响着飞机的飞行性能和稳定性。
以下是一些常见的飞机机翼几何参数：
1. 翼展（Wingspan），翼展是指飞机机翼的两个端点之间的距离。
翼展的大小直接影响着飞机的升力和滑行性能。
通常来说，翼
展越大，飞机的升力越大，但也会增加飞机的阻力。
2. 翼面积（Wing area），翼面积是指机翼上表面积的总和，
通常以平方米或平方英尺来表示。
翼面积的大小直接影响着飞机的
升力和滑行性能。
翼面积越大，飞机的升力越大，但也会增加飞机
的阻力。
3. 翼展比（Aspect ratio），翼展比是指翼展与翼面积的比值。
翼展比的大小直接影响着飞机的升力和阻力特性。
通常来说，翼展
比越大，飞机的升力和滑行性能越好，但也会增加飞机的结构重量。
4. 扫度角（Sweep angle），扫度角是指机翼前缘与飞行方向
的夹角。
扫度角的大小会影响飞机的空气动力特性和稳定性。
通常
来说，扫度角越大，飞机的超音速飞行性能越好，但低速性能会受到影响。
5. 翼型（Wing airfoil），翼型是指机翼横截面的形状。
不同的翼型会影响飞机的升力和阻力特性。
常见的翼型包括对称翼型、凸翼型和凹翼型等。
这些几何参数共同决定了飞机机翼的性能特性，飞机设计师会根据飞机的使用需求和性能要求来选择合适的机翼几何参数，以确保飞机能够达到设计要求的性能表现。
飞机气动布局设计简介
机翼的增升装置
增升装置：如果把机翼的前、后缘做成可活动的舵面，则其可 改变机翼剖面弯度和机翼面积，增加飞机升力，改善飞机飞行 性能。这种可增加飞机升力的活动舵面称为增升装置或襟翼。
襟翼一般分为 •前缘襟翼 •后缘襟翼
机翼的增升装置 增升装置
最主要的缺点: •飞机的纵向操纵和配平仅仅靠机翼后缘的升降舵来实现， 则由于力臂较短，操纵效率不高。 •在起飞着陆时，增加升力需升降舵下偏较大角度，由此带 来下俯力矩，为配平又需升降舵上偏，因而限制了飞机的
起飞着陆性能
三翼面布局
机翼前面有水平前翼 （鸭翼），机翼后面 有水平尾翼
Su-33
S-37
三翼面布局的优缺点
三翼面布局飞机 ny=7 5.2 常规布局飞机 ny=7 6.9
0.9 0.9 0.1
最主要的优点: •气动载荷分配上也更加合 理 •综合常规布局和鸭式布局 的优点
最主要的缺点: •漩涡破裂，产生非线性的 气动力 •小迎角时的阻力比两翼面 的要大
飞翼布局
飞机只有机翼的气动布局形式。
B-2
飞翼布局的优缺点
翼型
翼型：平行于飞机对称面的翼剖面
Y 平凸形
双凸形
对称形
圆弧形 X 菱形
弦长
后缘
前缘
翼弦
弦长
图1-3 翼型的中弧线和翼弦
相对弯度、相对厚度、前缘半径、后缘角
cmax
f max
Xc
Xf
翼型参数的定义
• 弦长：弦线被前、后缘所截线段的长度 • 相对弯度 ：翼型中弧线与翼弦之间的距离叫弯度。最大弯 度与弦长的比值，叫相对弯度。相对弯度的大小表示翼型的不 对称程度。
空气动力学基本理论—飞机几何外形参数
小结 机体几何外形和参数
机翼的几何外形和参数
机翼翼型 机翼平面形状和参数 机翼对机身的安装位置
机身的几何外形和参数
小组课内活动1
任务：观察机翼形状 提交作业：一份电子活动报告 作业要求：
• 常规信息（组别、成员及签字、任务名称、日期等） • 2张翼型图（机翼、尾翼各1张，手画后拍照） • 其余： 使用尽可能多的专业参数，清楚展示专业参
2.测量机翼的翼弦是从()
左翼尖到右翼尖。 机身中心线到翼尖。 机翼前缘到后缘. 翼型最大上弧线到基线。
3.翼型的最大厚度与弦长的比值称为()
相对弯度。 相对厚度。 最大弯度。 平均弦长。
1、手动画一个翼型剖面， 2、标注出各自内容和数值并口头描述出以下内容
• 弦线、弦长、 • 相对厚度、最大厚度位置 • 相对弯度、最大弯度位置
机体几何外形参数
§2.3 机体几何外形和参数
2.3.1 机翼的几何外形和参数
机翼翼型 机翼平面形状和参数 机翼对机身的安装位置
2.3.2 机身的几何外形和参数
2.3.1 机翼的几何外形和参数
1. 机翼翼型
➢ 什么是机翼翼型？ 机翼横切面的形状
2.3.1 机翼的几何外形和参数
1. 机翼翼型 ➢ 用什么参数描述机翼翼型？
上反角、下反角 ：机翼底面与垂直机体立轴平
面之间的夹角。从飞机侧面看，如果翼尖上翘，就 叫上反角；反之称下反角。
2023/12/14
上反角机翼
下反角机翼
对现代民用运输机来说，这两个角度在飞机设计 制造中已被确定，飞机投入使用后不能再进行调 整。
为了保证飞机的适航性，在飞机的使用维护过程 中，应保证这两个角度符合要求。
正常使用主观题需2.0以上版本雨课堂
机翼平面形状的几何参数
机翼平面形状的几何参数
飞机翼平面形状分析是飞机设计中重要的一步，机翼平面形状的几何参数起着
基础性的作用。
机翼平面形状的几何参数是由翼型、条带和卷曲等发挥作用而定义的，其中重要的几何参数包括前缘、尖端、翼面积等。
前缘是机翼的外部，它受到空气动力学控制，从而影响飞机的性能。
前缘的几
何参数可以用arc、chord和dihedral/incy得到描述，如多个角度的弧长、弦长、倾斜角等。
它的尖端是受激波的重要部位，它不仅影响速度和机动性能，也影响静安和承
受离心力的能力，可用角度来定义，added span; sweep back 和 blade angle 等。
机翼面积是决定机翼承受力的关键因素。
机翼的面积受到卷曲的影响，越卷曲
的机翼，机翼面积越大，就能够生成多的力作用。
卷曲参数可以通过卷曲率或卷曲比率等来定义。
以上就是机翼平面形状的几何参数的基本情况。
机翼的各个几何参数设定合理，将会直接影响飞机的性能，从而影响其空中操作能力和安全性。
因此，飞机设计应力重视机翼几何参数的设定和优化，以保证飞行安全性和气动性能。
空气动力学第二章第一部分分解
2．翼型的力矩特性
mz , L , E
1 4 Cy
1
4
( A2
A1)
mCy z
Cy
mz 0
mz , L, E
mz0
mCy y
n 1
2
( A0
A1 ) 2
升力和力矩特性（续）
mz
Mz qb2
1 qb2
b
P(x)xdx
0
mz
1 2
(
A0
A1
1 2
A2 )
Cy
2
( A0
A1 ) 2
1
mz 4 C y 4 ( A2 A1 )
A0
An
2
1 dy f (x) d 0 dx
dy f
(x)
cos n
d
0 dx
1．翼型的升力特性
x • y f (x)－弯度函数； f －最大弯度；
• b －翼弦
c －最大厚度位置
－最大弯度位置； f
•
－前缘内切圆半径； －后缘角
r l
翼面方程：
• 对于弯度、厚度不太大的翼型的形面是由弯度分布和厚度分布迭加 而成的，所以上下翼面的方程可写成 ：
yu,l (x) y f (x) yc (x)
§2－1 机翼的几何参数
机翼的几何参数：翼型＋平面形状 机翼的坐标系：
一、翼型的几何参数
• 翼型：平行于机翼纵向对称面的平面与机翼 相截所得到的外形。
①翼弦：
翼型前缘与后缘的连线。其长度叫弦长，用b表示。翼弦上部的机翼表面 为上翼面，翼弦下部机翼表面为下翼面。
②厚度特性：
• 厚度分布 yc (x) ：上下翼面在垂直翼弦方向的距离叫翼型的厚度，
航空器气动布局的设计和分析
航空器气动布局的设计和分析一、概述航空器气动布局的设计和分析是航空工程学科中的一个重要分支，主要针对飞机在高速飞行中遇到的气动力学问题进行研究。
其目的是通过优化气动布局设计，提高飞机的性能和安全。
本文将分为以下几个部分，对航空器气动布局的设计和分析进行探讨。
二、气动布局设计飞机的气动布局设计包括机翼、机身、尾翼、发动机及各个部位之间的协调与匹配。
将各个部位的气动流场加以调整，使之达到最佳状态，以达到最佳性能。
1.机翼设计机翼的设计是飞机气动布局设计中最为重要的一部分。
机翼的气动设计不仅决定了飞机的外形，而且也影响了飞机的稳定性和飞行性能。
设计时需考虑以下几个方面：(1)机翼的平衡性一般来说，机翼设计必须满足平衡性的要求。
这意味着机翼必须在作用力的作用下，保持稳定运行，以防止其在飞行过程中出现不必要的姿态变化。
平衡性是机翼设计的重要考虑因素之一。
(2)机翼的升力与阻力特性机翼的升力与阻力特性也是设计的重要考虑因素。
升力特性决定了所需要的起飞和降落速度，而阻力特性则影响了飞机的航程。
设计时需要考虑这些因素来优化机翼的效率。
(3)机翼的强度与刚度机翼必须具有足够的强度和刚度，以支撑整个飞行器的质量，同时要满足对不同飞行载荷的要求。
(4)机翼的结构机翼结构的设计也是机翼设计的重要考虑因素之一。
需要考虑机翼的几何形状和材料属性，以满足不同的要求。
2.机身设计机身是整个飞机的骨架，负责承载机翼和发动机。
机身设计需要满足以下要求：(1)机身的气流稳定性机身必须具有良好的气流稳定性，以确保飞机在飞行过程中稳定。
(2)机身重量和刚度机身必须具有足够的强度和刚度，同时尽可能减少机身重量，确保飞机在飞行过程中能够承受飞行载荷的各种挑战。
(3)机身内部布局的合理性机身内部的设备必须合理布置，以便维修和保养。
3.尾翼设计尾翼的设计必须考虑与机翼的匹配，以及满足稳定性和机动性等要求。
尾翼可以帮助控制飞机的稳定性，同时也能通过变动尾翼的位置和角度来帮助控制飞机。
飞机翼型的主要几何参数
飞机翼型的主要几何参数
机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有后掠的，
也有前掠的等等。
然而，不论采用什么样的形状，设计者都必须使飞机具
有良好的气动外形，并且使结构重量尽可能的轻。
所谓良好的气动外形，
是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。
翼展：翼展是指机翼左右翼尖之间的长度，一般用l表示。
翼弦：翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。
除了矩形机翼外，机翼不同地方的翼弦
是不一样的，有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。
一般常用的弦长参数为平均
几何弦长bav，其计算方法为：bav＝（b0＋b1）/2。
展弦比：翼展l
和平均几何弦长bav的比值叫做展弦比，用λ表示，其计算公式可表示为：λ＝l/ bav。
同时，展弦比也可以表示为翼展的平方于机翼面积的比值。
展弦比越大，机翼的升力系数越大，但阻力也增大，因此，高速飞机
一般采用小展弦比的机翼。
后掠角：后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。
后掠角又包
括前缘后掠角（机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0表示）、后缘后掠角（机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ1
表示）及1/4弦线后掠角（机翼1/4弦线与机身轴线的垂线之间的夹角，
一般用χ0.25表示）。
如果飞机的机翼向前掠，则后掠角就为负值，变
成了前掠角。
根梢比：根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值，一般
用η表示，η＝b0/b1。
相对厚度：相对厚度是机翼翼型的最大厚度与翼
弦b的比值。
除此之外，机翼在安装时还可能带有上反角或者下反角。
飞机的气动布局和机翼几何参数
与机翼的几何参数往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。
但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。
促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。
二十世纪人类史最伟大的科学成就。
是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。
史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表：帝彩云间，千里江陵一日还。
两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。
白乘飞机，不知如何写佳作。
是否同意写成如下：帝彩云间，千里江陵一时还。
两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。
飞翔，必须做到：的气动外形的结构的动力定的速度的操纵机构系统同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。
如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有L V￥（升力与重力平衡）D//V￥（推力与阻力平衡）(俯仰力矩保持守恒）必须具备的条件：飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。
此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。
一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。
的气动外形、受力大小和飞行姿态。
保持和改变飞行状态的能力。
布局型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的气动布局是不同的。
机的气动布局？飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。
件有：推进系统、机翼、机身、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。
连接的相互位置分为：有无上反角分为：分为：的相对纵向位置分为：花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有后掠的，也有前掠的等等。
然而，不论采用什么样的形状，设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使良好的气动外形，是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。
美国战术运输机C-130上单翼、平直机翼、4发翼下吊布置、正常式布局F-22猛禽—当今世界最先进的第四代战斗机中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式喷火战斗机—英国第二次世界大战名机下单翼、椭圆形机翼、正常式布局B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒）上单翼、4发翼下吊、后掠翼、正常式布局协和号超声速客机（Ma=2.04）双发三角形机翼布局A380客机远程宽身运输机下单翼、四发翼下吊、后掠翼、正常式布局S37前掠翼战斗机（三翼面布局）数采用上单翼（便于装货）--下单翼布局、后掠翼、正常式布局运行经济，座舱噪声低，视野宽）部放置货物）数采用中或下单翼，三角翼、大后掠翼正常或鸭式布局力小、机动灵活、失速迎角大），沿机翼对称面翼型弦线，向后为正；，机翼对称面内，与x轴正交，向上为正；，与x、y轴构成右手坐标系，向左为正。
空气动力学第二章第一部分分解
Cy
2
( A0
A1 ) 2
2 [ 1 dy f d 1 2 dy f cos d ]
0 dx
2 0 dx
2 ( 1 dy f (1 cos )d )
0 dx
2 ( 0 )
dC y 2 d
其中： 0
1
dy f 0 dx
(1 cos )d
由形面决定，它表示零升迎角。
薄翼中小迎角下，用平板摩擦系数修正
Re Re , (Cxmc )M 0 xzl , (Cxmc )M 0
§2－3 翼型的亚音速特性
低速 M 0.3 亚音速
（不可压）
（可压）
一、戈泰特法则（Goethert）
2
2
x 2
2
y 2
0
2
1
M
2
作仿射变换
x' x
y'
y
' 2
V' V
可得到不可压流求解问题
2' 2'
x'2 y'2 0
上面式中带上标′的参数代表的是不可压流场中的参数。
亚声速翼型绕流与相应的不可压低速翼型之间的几何 参数的关系为：
相对厚度 相对弯度 迎角
c' c f ' f '
可见，对应不可压翼型比原始翼型薄、弯度小、迎角小。
（a）可压流场 （b）不可压流场
翼型上对应点压强系数之间的关系为
2 ( c f )
V x
x
x
2 ,c , f V x
2 V
u ,c ,
f
(C )p 0, , f ,c
1
C y
C y0
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飞机的气动布局与机翼的几何参数
飞机的气动布局与机翼的几何参数
人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。
但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。
而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。
飞机是二十世纪人类史最伟大的科学成就。
是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。
当年李白受安史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表：
朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。
两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。
如果李白乘飞机，不知如何写佳作。
是否同意写成如下：
朝辞白帝彩云间，千里江陵一时还。
两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。
人类要想自由飞翔，必须做到：
1、必须有良好的气动外形
2、必须有轻巧的结构
3、必须有相当的动力
4、必须达到一定的速度
5、必须有机敏的操纵机构
6、必须有导航系统
与鸟的飞行不同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。
如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有
L＝G L V
￥（升力与重力平衡）
F＝D D//V
￥（推力与阻力平衡）
M=0 (俯仰力矩保持守恒）
飞机产生升力必须具备的条件：
（1）有空气（飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。
此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。
（2）必须存在一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。
（3）要有适当的气动外形、受力大小和飞行姿态。
（4）必须存在保持和改变飞行状态的能力。
1、飞机的气动布局
不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的气动布局是不同的。
何为飞机的气动布局？
广义而言：指飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。
飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。
按机翼和机身连接的相互位置分为：
按机翼弦平面有无上反角分为：
按立尾的数量分为：
按机翼与平尾的相对纵向位置分为：
2、机翼的形状
机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有后掠的，也有前掠的等等。
然而，不论采用什么样的形状，设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使结构重量尽可能的轻。
所谓良好的气动外形，是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。
美国战术运输机C-130
上单翼、平直机翼、4发翼下吊布置、正常式布局
F-22猛禽—当今世界最先进的第四代战斗机
中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式
喷火战斗机—英国第二次世界大战名机
下单翼、椭圆形机翼、正常式布局
B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒）
上单翼、4发翼下吊、后掠翼、正常式布局
协和号超声速客机（Ma=2.04）
双发三角形机翼布局
A380客机远程宽身运输机
下单翼、四发翼下吊、后掠翼、正常式布局
S37前掠翼战斗机（三翼面布局）
一般而言：
运输机----多数采用上单翼（便于装货）
高亚音速客机---下单翼布局、后掠翼、正常式布局
（升阻比大，运行经济，座舱噪声低，视野宽）
（在机身下半部放置货物）
战斗机----多数采用中或下单翼，三角翼、大后掠翼正常或鸭式布局
（速度快、阻力小、机动灵活、失速迎角大）
3、坐标系定义
x轴：机翼纵轴，沿机翼对称面翼型弦线，向后为正；
y轴：机翼竖轴，机翼对称面内，与x轴正交，向上为正；
z轴：机翼横轴，与x、y轴构成右手坐标系，向左为正。
机翼平面形状机翼上反角机翼几何扭转以下是用来衡量机翼气动外形的主要几何参数：
翼展：翼展是指机翼左右翼尖之间的长度，一般用l表示。
机翼面积：是指机翼在oxz平面上的投影面积，一般用S表示。
翼弦：翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。
除了矩形机翼外，机翼不同地方的翼弦不一样，有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。
几何平均弦长b pj定义为
展弦比：翼展l和平均几何弦长b pj的比值叫做展弦比，用λ表示，其计算公式可表示为：
展弦比也可以表示为翼展的平方与翼面积的比值。
展弦比越大，机翼的升力系数越大，但阻力也增大。
高速飞机一般采用小展弦比的机翼。
根梢比：根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值，一般用η表示，
梢根比：是指翼尖弦长b1与翼根弦长b0的比值，一般用ξ表示。
上反角 ---指机翼弦平面和xoz平面的夹角，当机翼有扭转时，则是指扭转轴和xoz平面的夹角。
当上反角为负时，就变成了下反角。
低速机翼采用一定的上反角可改善横向稳定性。
=+70 --- -30。
后掠角：后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。
后掠角又包括：
前缘后掠角-------机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0表示。
后缘后掠角--------机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ1表示。
1/4弦线后掠角------机翼1 /4弦线与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ
0.25
表示。
如果飞机的机翼向前掠，则后
掠角就为负值，变成了前掠角。
几何扭转角：机翼上平行于对称面的翼剖面的弦
线相对于翼根翼剖面弦线的角度称为机翼的几何扭转角；如右图所示。
若该翼剖面的局部迎角大于翼根翼剖面的迎角，则扭
转角为正。
沿展向翼剖面的局部迎角从翼根到翼梢是减少的扭转称为外洗，扭转角为负。
反之成为内洗。
除了几何扭转角之外还有气动扭转角，指的是平行于机翼对称面任一翼剖面的零升力线和翼根翼剖面的零升力线之间的夹角。
安装角：机翼安装在机身上时，翼根翼剖面弦线与机身轴线之间的夹角称为安装角。