机翼低速气动特性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 机翼低速气动特性,6.1 机翼的几何参数,6.2 涡定理及下洗,6.3 升力线理论,6.4 升力面理论及涡格法,6.5 低速机翼一般气动特性,1,6.1 机翼的几何参数,6.1.1,平面形状和平面几何参数,6.1.2,几何扭转角,6.1.3,上（下）反角,本章目录,2,机体坐标系,X轴： 机翼纵轴，沿机翼对称面内翼型弦线，向后为正,Y轴： 机翼竖轴，在机翼对称面内，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,本章目录,本节目录,3,图6.1 平面形状,6.1.1平面形状和平面几何参数,本章目录,本节目录,4,几何参数：,1机翼面积,展长,L,弦长,b(z),图6.2,机翼平面几何参数,6.1.1平面形状和平面几何参数（续）,本章目录,本节目录,5,表征平面形状的无量纲参数：,1展弦比,2根梢比,6.1.1平面形状和平面几何参数（续）,本章目录,本节目录,6,6.1.2 几何扭转角,机翼任一展向位置处翼剖面弦线与翼根剖面弦线间的夹角，称为几何扭转角,图6.3 机翼几何扭转,本章目录,本节目录,7,左右半个机翼弦平面与x0z平面的夹角叫上（下）反角 。上反为正，下反为负 。,图6.4上（下）反角,6.1.3 上（下）反角,本章目录,本节目录,8,6.2 涡定理及下洗,6.2.1 直线涡的诱导速度及毕奥-萨瓦定律,6.2.2 下洗,本章目录,9,6.2.1直线涡的诱导速度及毕奥-萨瓦定律,诱导速度：流场中由旋涡存在而产生的速度,诱导速度的大小可由毕奥-萨瓦公式来确定,或,本章目录,本节目录,10,图6.5 微段涡线dL产生,的诱导速度,图6.6 直线涡的诱导速度,6.2.1直线涡的诱导速度及毕奥-萨瓦定律（续）,本章目录,本节目录,11,大展弦比直机翼任一剖面上的绕流情况与无限翼展机翼绕流的主要差别是从机翼后缘有自由涡系拖出，自由涡系对翼剖面上会引起y方向的诱导速度，由于诱导速度是向下的，称为下洗速度，这种作用称为下洗。,6.2.2 下洗,本章目录,本节目录,12,6.3升力线理论,6.3.1气动模型和升力线假设,6.3.2 升力线理论,本章目录,13,6.3.1气动模型和升力线假设,直均流绕大展弦比直机翼流动的气动模型：,直均流+附着涡面+自由涡面,而附着涡面和自由涡面可用无数条马蹄涡来模拟，如,图6-7,所示。,本章目录,本节目录,14,图6.7,图6-7 大,图6.7 大展弦比直机翼涡系模型,本章目录,本节目录,15,对大展弦比直机翼，由于弦长比展长小的多，因此可以近似将机翼上的附着涡系合并成一条展向变强度的附着涡线，各剖面的升力就作用在该线上，称为升力线假设 。,此时气动模型简化为：,直均流+附着涡线+自由涡面,因此低速翼型的升力增量在焦点处，约在1/4弦点，因此附着涡线可放在展向各剖面的弦点的连线上，此即为升力线。,本章目录,本节目录,16,升力线理论：基于升力线模型建立起来的 机翼理论,剖面假设,下洗速度、下洗角、升力、诱导阻力,确定 的微分,-,积分方程,椭圆形环量分布无扭转平直机翼的气动特性,一般平面形状大展弦比直机翼的气动特性,6.3.2 升力线理论,本章目录,本节目录,17,6.4升力面理论及涡格法,6.4.1升力面理论,6.4.2 涡格法,本章目录,18,6.4.1升力面理论,1.升力面气动模型,解大后掠角或中小展弦比机翼的迎角-弯度问题虽然仍可用 形马蹄涡作为基本解来与直均流叠加，但应抛弃使用一条附着涡线来代替机翼附着涡系的假设，而是将机翼改用附着涡面来代替，此时涡密度是面密度 ；单位是速度单位。这是升力面模型。,图 6.16 翼基本平面,本章目录,本节目录,19,2. 确定的 积分方程,图6-17 基本平面上布涡,本章目录,本节目录,20,涡格模型此布涡的网格称为涡格，相应的气动模型称为涡格模型,控制点上 的计算,的计算,确定 的线性代数方程组,气动系数表达式,图6-18 涡格模型,图6-19 左半翼上的马蹄涡,6.4.2 涡格法,本章目录,本节目录,21,6.5低速机翼一般气动特性,6.5.1 剖面升力系数展向分布,6.5.2 升力特性,6.5.3 纵向力矩特性,6.5.4 阻力系数,本章目录,22,机翼的 不仅在计算升力、力矩、诱阻、失速等气动特性上是重要的，而且在进行机翼强度计算时也是提供外菏载的重要原始数据。,大展弦比直机翼，不论是否有扭转，只要尚未失速， 和 均可用升力线理论来计算。许多实用机翼的已有现成的理论计算结果，使用时可从有关文献资料上查得。,6.5.1 剖面升力系数展向分布,本章目录,本节目录,23,6.5.2 升力特性,除小展弦比机翼外，中小迎角下机翼的 曲线均成直线关系。因此，机翼的升力特性和翼型一样也是用零升迎角 、升力线斜率 和最大升力系数 三个参数来表示。,1.零升迎角,2.升力线斜率,3.最大升力系数,本章目录,本节目录,24,6.5.3 纵向力矩特性,机翼在中小迎角下的纵向力矩特性，和翼型一样是使用升力增量作用点 焦点的纵向位置 和过F点z轴的零升力矩系数 来表示的。,本章目录,本节目录,25,机翼阻力系数= 零升阻力系数 + 升致阻力系数,1. 零升阻力系数,2. 升致阻力系数=诱导阻力系数 + 粘性压阻系数,a) 诱导阻力系数的计算,b) 粘性压阻系数的计算,c) 升致阻力因子和有效展弦比,d) 极曲线,6.5.4 阻力系数,本章目录,本节目录,26,结 束,本章目录,27,