CN104139846A - 一种带坑机翼 - Google Patents
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Abstract
一种带坑机翼，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。前缘厚实浑圆，上表面为向上凸起的曲面，下表面为平面或稍向下凸的曲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全部区域均匀分布着数个相同的小凹坑，每个小凹坑的平均深度约为0.25mm，小凹坑的最大外形尺寸在1mm至10mm之间；每两个相邻的小凹坑之间的净距离在1mm至3mm之间。该机翼的最大升阻比较大，有效迎角范围大，且不易失速，效率高，强度强。
Description
技术领域
一种带坑机翼，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；为了减少空气的阻力，传统的机翼的后段即靠近后缘的一段很细长，后缘尖细，这样强度较低，制作也不方便。
发明内容
本发明的目的是克服传统的机翼的上述不足，发明一种后缘较厚实浑圆的弦长较短的上表面带坑的机翼。
一种带坑机翼，包括前缘、上表面、下表面、后缘和翼体。前缘厚实浑圆，上表面为向上凸起的曲面，下表面为平面或稍向下凸的曲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凹坑，这些小凹坑为圆形的或正六边形的或正八边形的，每个小凹坑的平均深度约为0.25mm，小凹坑的最大外形尺寸在1mm至10mm之间；每两个相邻的小凹坑的中心距与单个小凹坑的最大尺寸之差在1mm至3mm之间，即两个相邻的小凹坑之间的净距离在1mm至3mm之间。
该发明一种带坑机翼的工作原理是：当该机翼在有效迎角范围内向前运动时，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。该机翼上表面的小凹坑能使空气形成一层紧贴机翼上表面的薄薄的紊流边界层，由于小凹坑的作用，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；2、展长相同时展弦比大，效率高，重量轻；3、弦长相同时结构强度强。
附图说明
图1是本发明一种带坑机翼的示意图；图2是本发明一种带坑机翼的经过小凹坑中心的翼型图。
图中，1-前缘，2-上表面，3-后缘，4-下表面，5-翼体，6-小凹坑，7-最厚处。
具体实施方式
现结合附图1~2对本发明加以具体说明：一种带坑机翼，包括前缘1、上表面2、下表面4、后缘3和翼体5。前缘1厚实浑圆，上表面2为向上凸起的曲面，下表面4基本为平面，上表面2沿翼弦方向自机翼最厚处7往后缘3的全部区域均匀分布着数个相同的小凹坑6，这些小凹坑6为圆形的，其深度为0.25mm，直径为5mm；每两个相邻的小凹坑6的净距离为2mm。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方便制作小凹坑6。机翼的平面形状为矩形，翼型采用一种传统上凸下平型翼型的沿着翼弦的方向去掉靠后的40%左右的部分留下前60%左右的部分，并将后端圆角后变成本发明机翼的后缘3即可。这样弦长变短了，如果展长不变的话，该机翼与传统机翼比较，展弦比变大了，重量变轻了。
该带坑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。该机翼上表面的小凹坑能使空气形成一层紧贴机翼上表面的薄薄的紊流边界层，由于小凹坑的作用，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。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)
1.一种带坑机翼，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：前缘（1）厚实浑圆，上表面（2）为向上凸起的曲面，下表面（4）为平面或稍向下凸的曲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凹坑（6），这些小凹坑（6）为圆形的或正六边形的或正八边形的，每个小凹坑（6）的平均深度约为0.25mm，小凹坑的最大外形尺寸在1mm至10mm之间；每两个相邻的小凹坑（6）之间的净距离在1mm至3mm之间。
2.根据权利要求1所述的一种带坑机翼，其特征在于：小凹坑（6）为圆形的，其深度为0.25mm，直径为5mm；每两个相邻的小凹坑（6）的净距离为2mm。
3.根据权利要求1所述的一种带坑机翼，其特征在于：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。
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