CN104097763B - 一种异形机翼翼型 - Google Patents
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Abstract
一种异形机翼翼型，属飞行器技术领域，尤其涉及一种机翼。包括前缘、上表面、下表面、后缘、翼根、翼尖和翼体。前缘是一条斜置的S形曲线加一条直线。后缘是平直的，翼尖是尖锐的。沿翼展方向用平行于翼根端面的平面将该机翼分成三部分：第一部分为靠近翼根的部分，大致为相对厚度居中的上凸下平型翼型，前缘半径居中，且最大厚度位置稍靠后些；第二部分为中间部分，大致为较厚的上凸下凹型翼型，前缘半径较大，且最大厚度位置稍靠前些；第三部分为靠近翼尖的部分，大致为较薄的双面凸起的对称翼型，前缘半径较小，最大厚度位置适中。这三部分是光滑连接的。该机翼有效迎角范围大，且不易失速，效率高。
Description
技术领域
一种异形机翼翼型，属飞行器技术领域，尤其涉及一种产生升力的机翼。
背景技术
传统的机翼的前缘大多是平直的，同一机翼上各处的翼型基本相同，且机翼平面形状呈矩形或梯形，能产生升力，但效率不高，有效迎角范围不大，空气动力性能不够稳定，较难适应多种不同气象条件。
发明内容
本发明的目的是克服传统的机翼的上述不足，发明一种复合型的异形机翼翼型。
一种异形机翼翼型，包括前缘、上表面、下表面、后缘、翼根、翼尖和翼体。前缘是一条斜置的S形曲线加一条直线，象一个勺子，勺子的手柄即直线部分朝翼尖方向。前缘自翼根至翼尖到后缘的距离的变化规律是：翼根处前缘离后缘最远，然后沿曲线后滑至一个较后点后再向前至较前点后沿曲线向后再连上一段直线直至翼尖处，这样形成了一个向后的凹谷和一个向前的凸峰，相当于一个大锯齿，相比传统机翼空气动力性能有很大的改善；后缘是平直的，有利于下洗流集中；翼尖是尖锐的，能很好地抑制翼尖涡流的产生。这些特征都有利于效率的提高。现沿翼展方向用平行于翼根端面的平面人为地将该机翼分成三部分：第一部分为靠近翼根的部分，从翼根到前缘的凹谷最后位置处；第二部分为中间部分，从前缘的凹谷最后位置到凸峰与直线段相连位置处；第三部分为靠近翼尖的部分，该部分前缘是直线的。这三部分是光滑连接的。除连接位置外这三部分的翼型不相同。第一部分大致为相对厚度居中的上凸下平型翼型，前缘半径居中；第二部分大致为较厚的上凸下凹型翼型，前缘半径较大；第三部分大致为较薄的双面凸起的对称翼型，前缘半径较小。第一部分的最大厚度位置稍靠后些；第二部分的最大厚度位置稍靠前些；第三部分的最大厚度位置适中。翼体为实心结构或框架加蒙皮结构。后缘处靠近翼根段安装有方面控制的襟翼，靠近翼尖处安装有方便控制的副翼。
该发明一种异形机翼翼型的工作原理是：该机翼翼根紧贴机身安装，当该机翼以一定正迎角向前运动时，前方来流流到离前缘不远处分两股流动，一股气流为机翼的下方气流，该气流流速基本不变，与前方来流速度相当；另一股气流为该机翼的上方气流，该气流在机翼前缘处转弯向上流至最厚处再转弯向后下方流动。根据流体的连续性方程和伯努利方程得知，机翼的上方压强小于下方压强，从而产生升力。由于该机翼的前缘不在一条直线上，越远离翼根就越靠近后缘，且存在一个明显的凹谷和凸峰，前方来流到达前缘的不同位置先后不同。翼根处最先到达，这样有利于减少机身的形状阻力；然后气流又遇到一个较大锯齿，该锯齿能够改善机翼的气动特性，能使有效迎角范围增大；最后到达的是翼尖，由于翼尖尖锐，能有效抑制翼尖涡流的产生，减少了诱导阻力，能使效率提高。由于沿翼展方向三个部分的翼型不相同，且厚度不同，属复合型翼型结构，这样更加优化了机翼的气动特性，在低雷诺数和高雷诺数下都有很好的气动性能，能够适应各种多变的气象条件。稳定性好，效率高。
该具有复合型翼型的异形机翼与传统的机翼相比有以下优点：1、有效迎角范围大，最大升力系数大，临界失速迎角大，最大升阻比大，效率高；2、气动性能良好，稳定性好；3、以低亚音速飞行，可适应多种不同的气象环境。
附图说明
图1是本发明一种异形机翼平面示意图。
图中，1-靠近翼根的部分，2-中间部分，3-靠近翼尖的部分，4-翼根，5-翼尖，6-前缘，7-后缘，8-凹谷最后位置，9-凸峰与直线段相连位置。图中的两条虚线为分区线。
具体实施方式
现结合附图1对本发明加以具体说明：一种异形机翼翼型，包括前缘6、上表面、下表面、后缘7、翼根4、翼尖5和翼体。前缘6是一条斜置的S形曲线加一条直线，象一个勺子，勺子的手柄即直线部分朝翼尖5方向。前缘6自翼根4至翼尖5到后缘7的距离的变化规律是：翼根4处前缘6离后缘7最远，然后沿曲线后滑至一个较后点后再向前至较前点后沿曲线向后再连上一段直线直至翼尖5处，这样形成了一个向后的凹谷和一个向前的凸峰，相当于一个大锯齿，相比传统机翼空气动力性能有很大的改善；后缘7是平直的，有利于下洗流集中；翼尖5是尖锐的，能很好地抑制翼尖涡流的产生。这些特征都有利于效率的提高。现沿翼展方向用平行于翼根4端面的平面人为地将该机翼分成三部分：第一部分为靠近翼根4的部分，从翼根4到前缘6的凹谷最后位置8处；第二部分为中间部分，从前缘6的凹谷最后位置8到凸峰与直线段相连位置9处；第三部分为靠近翼尖5的部分，该部分前缘6是直线的。这三部分是光滑连接的。除连接位置外这三部分的翼型不相同。第一部分大致为相对厚度居中的上凸下平型翼型，前缘6半径居中，相对厚度在6%~9%之间；第二部分大致为较厚的上凸下凹型翼型，前缘6半径较大，相对厚度在9%~20%之间；第三部分大致为较薄的双面凸起的对称翼型，前缘6半径较小，相对厚度在4%~6%之间。第一部分的最大厚度位置稍靠后些，最大厚度在弦长的30%~40%处；第二部分的最大厚度位置稍靠前些，最大厚度在弦长的20%~30%处；第三部分的最大厚度位置适中，最大厚度在弦长的30%处。翼体为实心结构。
将两块结构相同且对称的机翼左右对称布置于飞机机身的两侧，它们的翼根4紧贴机身，当机翼以一定正迎角向前运动时，前方来流流到离前缘不远处分两股流动，上表面气流速度大于下表面气流速度，根据流体的连续性方程和伯努利方程得知，机翼的上方压强小于下方压强，从而产生升力。由于上述机翼的前缘6不在一条直线上，越远离翼根4就越靠近后缘7，且存在一个明显的凹谷和凸峰，前方来流到达前缘6的不同位置先后不同。翼根4处最先到达，这样有利于减少机身的形状阻力；然后气流又遇到一个较大锯齿，该锯齿能够改善机翼的气动特性，能使有效迎角范围增大；最后到达的是翼尖5，由于翼尖5尖锐，能有效抑制翼尖涡流的产生，减少了诱导阻力，能使效率提高。由于沿翼展方向三个部分的翼型不相同，且厚度不同，属复合型翼型结构，这样更加优化了机翼的气动特性，在低雷诺数和高雷诺数下都有很好的气动性能，能够适应各种多变的气象条件。
该具有复合型翼型的异形机翼有效迎角范围大，最大升力系数大，临界失速迎角大，最大升阻比大，效率高；气动性能良好，稳定性好。比较适用于低亚音速飞行。
Claims (1)
1.一种异形机翼翼型，包括前缘（6）、上表面、下表面、后缘（7）、翼根（4）、翼尖（5）和翼体，其特征在于，前缘（6）是一条斜置的S形曲线加一条直线；前缘（6）自翼根（4）至翼尖（5）到后缘（7）的距离的变化规律是：翼根（4）处前缘（6）离后缘（7）最远，然后沿曲线后滑至一个较后点后再向前至较前点后沿曲线向后再连上一段直线直至翼尖（5）处，这样形成了一个向后的凹谷和一个向前的凸峰；后缘（7）是平直的；翼尖（5）是尖锐的；沿翼展方向用平行于翼根（4）端面的平面将该机翼分成三部分：第一部分为靠近翼根（4）的部分，从翼根（4）到前缘（6）的凹谷最后位置（8）处；第二部分为中间部分，从前缘（6）的凹谷最后位置（8）到凸峰与直线段相连位置（9）处；第三部分为靠近翼尖（5）的部分，该部分前缘（6）是直线的；这三部分是光滑连接的；除连接位置外这三部分的翼型不相同；第一部分、第二部分和第三部分三者之间相互比较：第一部分为相对厚度居中的上凸下平型翼型，第二部分为较厚的上凸下凹型翼型，第三部分为较薄的双面凸起的对称翼型；第一部分、第二部分和第三部分三者之间相互比较：第一部分的前缘（6）半径居中，第二部分的前缘（6）半径较大，第三部分的前缘（6）半径较小；第一部分、第二部分和第三部分三者之间相互比较：第一部分的最大厚度位置离前缘的弦向距离占弦长的百分比较大；第二部分的最大厚度位置离前缘的弦向距离占弦长的百分比较小；第三部分的最大厚度位置离前缘的弦向距离占弦长的百分比居中。
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