CN104108462A - 一种波纹机翼 - Google Patents
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Abstract
一种波纹机翼，属飞行器技术领域，尤其涉及一种机翼。它包括前缘、上表面、下表面、后缘和翼体。翼型较薄。上表面为向上凸起的曲面，下表面基本上为平面或稍向上凹的曲面。上表面沿翼弦方向自机翼最厚处往后缘的区域均匀分布着数个相同的小波纹。每个小波纹的波峰都处于连接机翼的最厚处和后缘的光滑面内。小波纹的波幅约为0.25mm，波长在4mm至10mm之间。该机翼的最大升阻比大，有效迎角范围大，不易失速，效率高。
Description
技术领域
一种波纹机翼，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
传统的机翼的表面是光滑的，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，在有效迎角范围内它们都能产生升力，但有效迎角范围不大，迎角增大到一定程度时其上表面的气流会产生分离，即产生失速现象，阻力骤然上升，升力骤然下降。这种现象薄翼表现得尤为突出。
发明内容
本发明的目的是克服传统的机翼的上述不足，发明一种有效迎角范围大的高升力波纹机翼。
一种波纹机翼，包括前缘、上表面、下表面、后缘和翼体。翼型较薄。上表面为向上凸起的曲面，下表面基本上为平面或稍向上凹的曲面。上表面沿翼弦方向自机翼最厚处往后缘的区域均匀分布着数个相同的小波纹。上表面的该区域沿翼弦方向呈波澜状，沿翼展方向为直线。所有小波纹的波峰都处于连接机翼的最厚处和后缘的光滑面内，该光滑面为稍向上凸起的曲面或平面。小波纹的波谷到波峰的平均高度即波幅约为0.25mm，相邻两波峰之间的距离即波长在4mm至10mm之间。带小波纹的上表面类似于手工洗衣服用的搓衣板。
该发明一种波纹机翼的工作原理是：当该机翼以有效迎角范围内的一定迎角向前运动时，前方来流在接近前缘处分两股流动，第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；第二股气流为该机翼的上方气流，该气流在靠近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。该机翼上表面的小波纹能使空气形成一层紧贴机翼上表面的薄薄的紊流边界层，由于小波纹的作用，使得机翼上方气流会一直沿着机翼上表面流向后方，不易与机翼上表面发生分离，能推迟尾迹的产生。
该机翼与传统的机翼相比的优点是：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。
附图说明
图1是本发明一种波纹机翼的翼型图。
图中，1-前缘，2-上表面，3-后缘，4-下表面，5-翼体，6-小波纹，7-最厚处。
具体实施方式
现结合附图1对本发明加以具体说明：一种波纹机翼，包括前缘1、上表面2、下表面4、后缘3和翼体5。翼型较薄，相对厚度即最大厚度与弦长之比小于6%，上表面2为向上凸起的曲面，下表面4基本上为平面。上表面2沿翼弦方向自机翼最厚处7往后缘3的区域均匀分布着数个相同的小波纹6。上表面2的该区域沿翼弦方向呈波澜状，沿翼展方向为直线。所有小波纹6的波峰都处于连接机翼的最厚处7和后缘3的光滑面内，该光滑面基本上为平面。小波纹6的波谷到波峰的平均高度即波幅为0.25mm，相邻两波峰之间的距离即波长为6mm。带小波纹6的上表面类似于手工洗衣服用的搓衣板。翼体5为框架结构，机翼的上表面2的蒙皮采用较厚的硬质材料方便制作小波纹6。机翼的平面形状为矩形，展弦比为4：1。
该波纹机翼的工作原理分析：当该机翼在有效迎角范围内以一定的迎角向前运动时，前方来流在接近前缘1处分两股流动，第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；第二股气流为该机翼的上方气流，该气流在靠近机翼前缘1处转弯向上流至最厚处7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。该机翼上表面2的小波纹6能使空气形成一层紧贴机翼上表面2的薄薄的紊流边界层，由于小波纹6的作用，使得机翼上方气流会一直沿着机翼上表面2流向后方，不易与机翼上表面2发生分离，能推迟尾迹的产生。如果增大机翼的迎角至较大角度如20°左右，该机翼上方气流也不会发生明显的分离，不会产生失速现象。该机翼的最大升阻比较大，效率较高。
Claims (3)
1.一种波纹机翼，包括前缘（1）、上表面（2）、下表面（4）、后缘（3）和翼体（5），其特征在于：翼型较薄；上表面（2）为向上凸起的曲面，下表面（4）基本上为平面或稍向上凹的曲面；上表面（2）沿翼弦方向自机翼最厚处（7）往后缘（3）的区域均匀分布着数个相同的小波纹（6）；上表面（2）的该区域沿翼弦方向呈波澜状，沿翼展方向为直线；每个小波纹（6）的波峰都处于连接机翼的最厚处（7）和后缘（3）的光滑面内，该光滑面为稍向上凸起的曲面或平面；小波纹（6）的波幅约为0.25mm，波长在4mm至10mm之间；翼体（5）为实心结构或框架结构，采用框架结构时，机翼的上表面（2）的蒙皮采用较厚的硬质材料。
2.根据权利要求1所述的一种波纹机翼，其特征在于：其相对厚度小于6%。
3.根据权利要求1所述的一种波纹机翼，其特征在于：小波纹（6）的波幅为0.25mm，波长为6mm。
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