CN104097765A - 一种双层平板翼 - Google Patents

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Abstract

一种双层平板翼，涉及一种产生升力的翼。它包括上平板、下平板、左端板和右端板。下平板水平布置，上平板置于下平板的上方，过上平板的平面与过下平板的平面的夹角小于30°。上平板的后缘与下平板的后缘基本同高。上平板的前缘滞后下平板的前缘，上平板的后缘滞后下平板的后缘。左端板与右端板平行且竖直布置。上平板与下平板的中部装有一片、二片或多片加强肋片。左端板和右端板的上端高出上平板，起挡住翼尖环流的作用。该翼的最大升阻比较大，有效迎角范围大，且不易失速，效率高，结构简单，容易制作。

Description

一种双层平板翼
技术领域
一种双层平板翼，属飞行器技术领域，尤其涉及一种产生升力的翼。
背景技术
传统的用于飞行器的翼是一块整体结构，只有上下两个表面，翼型有对称型和非对称型，对称型基本上是上凸下凸型，非对称型有上凸下平型或上凸下凹型；按相对弦长的厚度可分为厚翼和薄翼两种，雷诺数较低的场合多采用厚翼，雷诺数高的场合多采用薄翼。一般低空低速飞行的飞机上采用厚翼，直升机或高速飞机如战斗机常采用薄翼。厚翼和薄翼各有优缺点，厚翼的临界失速迎角大，最大升力系数大，稳定性好，但阻力系数大，升阻比较低；薄翼阻力系数小，升阻比高，但容易失速，临界失速迎角小，稳定性差。
发明内容
本发明的目的是克服传统的用于飞行器的翼的上述不足，发明一种兼备厚翼和薄翼两种翼的优点的双层平板翼。
一种双层平板翼，包括上平板、下平板、左端板和右端板。下平板水平布置，上平板置于下平板的上方，上平板的前缘与下平板的前缘平行，上平板的后缘与下平板的后缘平行，上平板的前缘比上平板的后缘高，过上平板的平面与过下平板的平面的夹角小于30°，上平板的后缘到下平板的后缘的距离为上平板的前缘到下平板的前缘的距离的四分之一至二分之一之间。上平板的后缘与下平板的后缘基本同高。上平板的前缘滞后下平板的前缘布置，上平板的后缘滞后下平板的后缘布置。左端板与右端板平行且竖直布置，分别布置于翼的左右两端，起连接上平板和下平板的作用。上平板与下平板的中部装有一片、二片或多片加强肋片，加强肋片与左端板平行，加强肋片的上端与上平板固连，加强肋片的下端与下平板固连，加强肋片起连接上平板和下平板的作用，并有利于增加整个翼的强度。上平板的后缘处装有能活动且方面控制的副翼和襟翼。左端板和右端板的上端高出上平板，起挡住翼尖环流的作用，用来提高翼的效率。
该发明一种双层平板翼的工作原理是：当该翼向前运动时，前方来流分三股流动，第一股气流为翼的下方气流，该气流流速基本不变，与前方来流速度相当；第二股气流为穿过翼的内部气流，迎面而来的空气可以进入上平板和下平板之间的空腔，由于该翼的前端开口大于后端开口，自前至后截面变窄，根据流体的连续性方程得知，该股气流从前端开口进入会经加速从后端开口流出，流出的方向向后下方，有利于带动该翼的上表面的空气向下流动，从而保持该翼的上表面气流贴近上表面流动而不易分离，该翼的迎角可以较大而不失速；第三股气流为该翼的上方气流，该气流在上平板前缘处转弯向后下方贴近上平板的上表面加速流动，成为下洗流的主力。根据流体的连续性方程和伯努利方程得知，该翼的上方压强小于下方压强，从而产生升力。该翼下洗气流流量大且流速快，根据牛顿第二定律和第三定律，该翼能产生较大的升力，升力系数高。因前方来流有相当一部分从上平板和下平板之间的空腔通过，不象传统的厚翼那样被厚大的前缘挡住气流，故该翼的阻力相对较小。该翼的有效迎角范围大，几何零迎角时也能产生升力。
附图说明
图1是本发明一种双层平板翼的示意图；图2是本发明一种双层平板翼的翼型图；图3是本发明一种双层平板翼向前运动时的流线示意图。
图中，1-上平板，11-上平板的前缘，12-上平板的后缘，2-下平板，21-下平板的前缘，22-上平板的后缘，3-左端板，4-右端板，5-加强肋片，6-前方来流，7-下洗气流。
具体实施方式
现结合附图1~3对本发明加以具体说明：一种双层平板翼，包括上平板1、下平板2、左端板3和右端板4。下平板2水平布置，上平板1置于下平板2的上方，上平板的前缘11与下平板的前缘21平行，上平板的后缘12与下平板的后缘22平行，上平板的前缘11比上平板的后缘12高，过上平板1的平面与过下平板2的平面的夹角为10°左右，上平板的后缘12到下平板的后缘22的距离为上平板的前缘11到下平板的前缘21的距离的四分之一至二分之一之间。上平板的后缘12与下平板的后缘22基本同高。上平板的前缘11滞后下平板的前缘21，上平板的后缘12滞后下平板的后缘22。左端板3与右端板4平行且竖直布置，分别布置于翼的左右两端，起连接上平板1和下平板2的作用。上平板1与下平板2的中部装有加强肋片5，加强肋片5与左端板3平行，加强肋片5的上端与上平板1垂直固连，加强肋片5的下端与下平板2垂直固连，加强肋片5起连接上平板1和下平板2的作用，并有利于增加整个翼的强度。左端板3和右端板4的上端高出上平板1，起挡住翼尖环流的作用，用来提高翼的效率。
该翼是这样产生有益效果的：当该翼在拉力或推力的作用下以零迎角或正迎角向前方运动时，前方来流6到翼的前缘后分三股流动，第一股气流为翼的下方气流，即下平板2的下方气流，该气流流速基本不变，与前方来流速度相当；第二股气流为穿过翼的内部气流，迎面而来的空气可以进入上平板1和下平板2之间的空腔，由于该翼的前端开口大于后端开口，自前至后截面变窄，根据流体的连续性方程得知，该股气流从前端开口进入会经加速从后端开口流出，流出的方向向后下方，有利于带动该翼的上表面的空气向下流动，从而保持该翼的上表面气流贴近上表面流动而不易分离，该翼的迎角可以较大而不失速；第三股气流为该翼的上方气流，即上平板1上方的气流，该气流在上平板的前缘11处转弯向后下方贴近上平板1的上表面加速流动，成为下洗流的主力。根据流体的连续性方程和伯努利方程得知，该翼的上方压强小于下方压强，从而产生升力。该翼下洗气流流量大且流速快，根据牛顿第二定律和第三定律，该翼能产生较大的升力，升力系数高。因前方来流6有相当一部分从上平板1和下平板2之间的空腔通过，不象传统的厚翼那样被厚大的前缘挡住气流，故该翼的阻力相对较小。该翼的有效迎角范围大，几何零迎角时也能产生升力。
该翼的最大升阻比较大，且较大迎角时都不易失速，效率高，结构简单，容易制作。

Claims (4)

1.一种双层平板翼，其特征在于：包括上平板（1）、下平板（2）、左端板（3）和右端板（4）；下平板（2）水平布置，上平板的前缘（11）与下平板的前缘（21）平行，上平板的后缘（12）与下平板的后缘（22）平行，上平板的前缘（11）比上平板的后缘（12）高，过上平板（1）的平面与过下平板（2）的平面的夹角小于30°，上平板的后缘（12）到下平板的后缘（22）的距离为上平板的前缘（11）到下平板的前缘（21）的距离的四分之一至二分之一之间；上平板的后缘（12）与下平板的后缘（22）基本同高；左端板（3）与右端板（4）平行且竖直布置，分别布置于翼的左右两端；上平板（1）与下平板（2）的中部装有一片、二片或多片加强肋片（5），加强肋片（5）与左端板（3）平行；左端板（3）和右端板（4）的上端高出上平板（1）。
2.根据权利要求1所述的一种双层平板翼，其特征在于：上平板的前缘（11）滞后下平板的前缘（21）布置，上平板的后缘（12）滞后下平板的后缘（22）布置。
3.根据权利要求1所述的一种双层平板翼，其特征在于：上平板的后缘（12）处装有能活动且方面控制的副翼和襟翼。
4.根据权利要求1所述的一种双层平板翼，其特征在于：过上平板（1）的平面与过下平板（2）的平面的夹角为10°左右。
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