飛行器翼型設(shè)計
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 1、翼型的定義與研究發(fā)展 在飛機(jī)的各種飛行狀態(tài)下,機(jī)翼是飛機(jī)承受升力的主要部件,而立尾和平尾是飛機(jī)保持安定性和操縱性的氣動部件。一般飛機(jī)都有對稱面,如果平行于對稱面在機(jī)翼展向任意位置切一刀,切下來的機(jī)翼剖面稱作為翼剖面或翼型。翼型是機(jī)翼和尾翼成形重要組成部分,其直接影響到飛機(jī)的氣動性能和飛行品質(zhì)。 通常飛機(jī)設(shè)計要求,機(jī)翼和尾翼的盡可能升力大、阻力小、并有小的 零升俯仰力矩。因此,對于不同的飛行速度,機(jī)翼的翼型形狀是不同的。 對于低亞聲速飛機(jī),為了提高升力系數(shù),翼型形狀為圓頭尖尾形; 對于高亞聲速飛機(jī),為了提高
2、阻力發(fā)散Ma數(shù),采用超臨界翼型,其特點(diǎn)是前緣豐滿、上翼面平坦、后緣向下凹; 對于超聲速飛機(jī),為了減小激波阻力,采用尖頭、尖尾形翼型。 3、 NACA翼型編號 NACA四位數(shù)翼族: 其中第一位數(shù)代表f,是弦長的百分?jǐn)?shù);第二位數(shù)代表p,是弦長的十分?jǐn)?shù);最后兩位數(shù)代表厚度,是弦長的百分?jǐn)?shù)。例如NACA 0012是一個無彎度、厚12%的對稱翼型。有現(xiàn)成實驗數(shù)據(jù)的NACA四位數(shù)翼族的翼型有6%、8%、9%、10%、12%、15%、18%、21%、24 五位數(shù)翼族的厚度分布與四位數(shù)翼型相同。不同的是中弧線。具體的數(shù)碼意義如下:第一位數(shù)表示彎度,但不是一個直接
3、的幾何參數(shù),而是通過設(shè)計升力系數(shù)來表達(dá)的,這個數(shù)乘以3/2就等于設(shè)計升力系數(shù)的十倍。第二、第三兩位數(shù)是2p,以弦長的百分?jǐn)?shù)來表示。最后兩位數(shù)仍是百分厚度。 例如NACA 23012這種翼型,它的設(shè)計升力系數(shù)是(2)×3/20=0.30;p=30/2,即中弧線最高點(diǎn)的弦向位置在15%弦長處,厚度仍為12%。 一般情況下的五位數(shù)編號意義如下 有現(xiàn)成實驗數(shù)據(jù)的五位數(shù)翼族都是230-系列的,設(shè)計升力系數(shù)都是0.30,中弧線最高點(diǎn)的弦向位置p都在15%弦長處,厚度有12%、15%、18%、21%、24%五種。其它改型的五位數(shù)翼型在此就不介紹了。 1、低速翼型繞流圖
4、畫 低速圓頭翼型在小迎角時,其繞流圖畫如下圖示??傮w流動特點(diǎn)是 (1)整個繞翼型的流動是無分離的附著流動,在物面上的邊界層和翼型后緣的尾跡區(qū)很?。? (2)前駐點(diǎn)位于下翼面距前緣點(diǎn)不遠(yuǎn)處,流經(jīng)駐點(diǎn)的流線分成兩部分,一部分從駐點(diǎn)起繞過前緣點(diǎn)經(jīng)上翼面順壁面流去,另一部分從駐點(diǎn)起經(jīng)下翼面順壁面流去,在后緣處流動平滑地匯合后下向流去。 (3)在上翼面近區(qū)的流體質(zhì)點(diǎn)速度從前駐點(diǎn)的零值很快加速到最大值,然后逐漸減速。根據(jù)Bernoulli方程,壓力分布是在駐點(diǎn)處壓力最大,在最大速度點(diǎn)處壓力最小,然后壓力逐漸增大(過了最小壓力點(diǎn)為逆壓梯度區(qū))。而在下翼面流體質(zhì)點(diǎn)速度從駐點(diǎn)開始一直加速到
5、后緣,但不是均加速的。 NACA2412在迎角a7.40時的壓強(qiáng)分布曲線 (4)隨著迎角的增大,駐點(diǎn)逐漸后移,最大速度點(diǎn)越靠近前緣,最大速度值越大,上下翼面的壓差越大,因而升力越大。 (5)氣流到后緣處,從上下翼面平順流出,因此后緣點(diǎn)不一定是后駐點(diǎn)。 當(dāng)迎角大過一定的值之后,就開始彎曲,再大一些,就達(dá)到了它的最大值,此值記為最大升力系數(shù),這是翼型用增大迎角的辦法所能獲得的最大升力系數(shù),相對應(yīng)的迎角稱為臨界迎角。過此再增大迎角,升力系數(shù)反而開始下降,這一現(xiàn)象稱為翼型的失速。這個臨界迎角也稱為失速迎角。 歸納起來,翼型升力系數(shù)曲線具有的形狀為 3、翼型失速 隨
6、著迎角增大,翼型升力系數(shù)將出現(xiàn)最大,然后減小。這是氣流繞過翼型時發(fā)生分離的結(jié)果。翼型的失速特性是指在最大升力系數(shù)附近的氣動性能。翼型分離現(xiàn)象與翼型背風(fēng)面上的流動情況和壓力分布密切相關(guān)。 在一定迎角下,當(dāng)?shù)退贇饬骼@過翼型時,從上翼面的壓力分布和速度變化可知:氣流在上翼面的流動是,過前駐點(diǎn)開始快速加速減壓到最大速度點(diǎn)(順壓梯度區(qū)),然后開始減速增壓到翼型后緣點(diǎn)處(逆壓梯度區(qū))。 小迎角翼型附著繞流 隨著迎角的增加,前駐點(diǎn)向后移動,氣流繞前緣近區(qū)的吸力峰在增大,造成峰值點(diǎn)后的氣流頂著逆壓梯度向后流動越困難,氣流的減速越嚴(yán)重。這不僅促使邊界層增厚,變成湍流,而且迎角大到一定
7、程度以后,逆壓梯度達(dá)到一定數(shù)值后,氣流就無力頂著逆壓減速了,而發(fā)生分離。這時氣流分成分離區(qū)內(nèi)部的流動和分離區(qū)外部的主流兩部分。 在分離邊界(稱為自由邊界)上,二者的靜壓必處處相等。分離后的主流就不再減速不再增壓了。分離區(qū)內(nèi)的氣流,由于主流在自由邊界上通過粘性的作用不斷地帶走質(zhì)量,中心部分便不斷有氣流從后面來填補(bǔ),而形成中心部分的倒流。 大迎角翼型分離繞流 不同迎角下翼型的繞流實驗結(jié)果 根據(jù)大量實驗,大Re數(shù)下翼型分離可根據(jù)其厚度不同分為: (1)后緣分離(湍流分離),升力曲線如左圖(a); (2)前緣分離(前緣短泡分離),如(b); (3)薄翼分離(前緣長氣泡
8、分離), 如(c)。 (1)后緣分離(湍流分離) 這種分離對應(yīng)的翼型厚度大于12%-15%,翼型頭部的負(fù)壓不是特別大,分離從翼型上翼面后緣近區(qū)開始,隨著迎角的增加,分離點(diǎn)逐漸向前緣發(fā)展,起初升力線斜率偏離直線,當(dāng)迎角達(dá)到一定數(shù)值時,分離點(diǎn)發(fā)展到上翼面某一位置時(大約翼面的一半),升力系數(shù)達(dá)到最大,以后升力系數(shù)下降。后緣分離的發(fā)展是比較緩慢的,流譜的變化是連續(xù)的,失速區(qū)的升力曲線也變化緩慢,失速特性好。 NACA4412——后緣分離(湍流分離) (2)前緣分離(前緣短泡分離) 對于中等厚度的翼型(厚度6%-9%),前緣半徑較小,氣流繞前緣時負(fù)壓很大,從而產(chǎn)生很大
9、的逆壓梯度,即使在不大迎角下,前緣附近發(fā)生流動分離,分離后的邊界層轉(zhuǎn)捩成湍流,從外流中獲取能量,然后在附到翼面上,形成分離氣泡。起初這種短氣泡很短,只有弦長的0.5 ~ 1%,當(dāng)迎角達(dá)到失速角時,短氣泡突然打開,氣流不能再附,導(dǎo)致上翼面突然完全分離,使升力和力矩突然變化。 (3)薄翼分離(前緣長氣泡分離) 對于薄的翼型(厚度4%-6%),前緣半徑更小,氣流繞前緣時負(fù)壓更大,從而產(chǎn)生很大的逆壓梯度,即使在不大迎角下,前緣附近引起流動分離,分離后的邊界層轉(zhuǎn)捩成湍流,從外流中獲取能量,流動一段較長距離后再附到翼面上,形成長分離氣泡。起初這種氣泡不長,只有弦長的2%-3%;隨著迎角增加,再
10、附點(diǎn)不斷向下游移動;當(dāng)達(dá)到失速迎角時,氣泡不再附著,上翼面完全分離之后,升力達(dá)到最大值;迎角繼續(xù)增加,升力逐漸下降。 (4)除上述三種分離外,還可能存在混合分離形式,氣流繞翼型是同時在前緣和后緣發(fā)生分離。 按產(chǎn)生阻力的原因分類,低速飛行時飛機(jī)上的阻力有:摩擦阻力,壓差阻力,誘導(dǎo)阻力和干擾阻力等。 摩擦阻力 空氣也具有粘性。當(dāng)氣流流過飛機(jī)表面時,由于粘性,空氣微團(tuán)與飛機(jī)表面發(fā)生摩擦,阻滯了氣流的流動,由此而產(chǎn)生的阻力就叫做“摩擦阻力"。 當(dāng)氣流流殺機(jī)表面與機(jī)體相接觸的那后空氣,做團(tuán)粘附在機(jī)體表面上。于是這匡氣流的流動速度降低為零。緊靠這層空氣的外面←層空
11、氣雖然沒有直接受機(jī)體表面的影響,但由于其相鄰的空氣層的速度為零,由于粘性,該層空氣的流動速度也被減小到很小。這樣層層影響,各層空氣的流動速度逐漸加大,機(jī)體表面的阻滯作用逐漸刷、,一直到速度與外界自由流速相等;這樣一種流速有變化的空氣稱之為“附面層"。附面層內(nèi),每相鄰兩薄層空氣之間由于存在速度差便產(chǎn)生摩擦力。這種摩擦力的總和就是飛機(jī)的摩擦阻力。 在機(jī)翼上形成的附面層一般都是很薄的,厚度大的只有幾厘米,螺旋槳上的附面層更薄,只有幾毫米。可是巨型飛船和海輪船舷上的附面層,其厚度可以達(dá)幾十厘米,甚至半米,卻是相當(dāng)厚了。 附面層中氣流的流動情況也是不同的。一般機(jī)翼大約在最大厚度以前,附面層
12、的氣流各層不相混雜而成層地流動。這部分叫“層流附面層,'。在這以后,氣流的活動轉(zhuǎn)變?yōu)殡s亂無章,并且出現(xiàn)了旋渦和橫向運(yùn)動。這部分就叫做“紊流附面層"。雖然紊流附面層內(nèi)空氣,傲團(tuán)的運(yùn)動是紊亂的,但是整個附面層仍然附著在機(jī)翼表面。層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯哪且稽c(diǎn)叫“轉(zhuǎn)缺點(diǎn)"?在紊流盹面層之后,附面層脫離了翼面幣形成大量宏觀的旋渦。這就是“尾跡"。附面層開始分離的一點(diǎn)叫“分離點(diǎn)". 附面層內(nèi)的摩擦阻力同流動情況有很大關(guān)系。實踐證明,層流附面層的摩擦阻力小,而紊流附面層的摩擦阻力大。因此,盡可能在機(jī)翼和飛視其他部件表面保持層流流動是有利的。層流翼型「聲擦阻力要低得多。 為了降低飛機(jī)的摩擦匪時使飛機(jī)表面盡量光
13、滑。 壓差阻力 “壓差阻力,,它成的壓強(qiáng)差。如果把→塊平板垂直地豎立在氣流中;強(qiáng)大大增大,后面壓強(qiáng)減小。前后形成了巨大的壓強(qiáng)差i了巨大的咀力。五差阻力。如果把平板平行于氣流方向置于氣流中則產(chǎn)生的壓差阻力就微乎其微。 由此可見,壓差阻力同物體的迎風(fēng)面積、形狀和在氣流中的位置都有很大關(guān)系。所 謂迎風(fēng)面積,就是物體上垂直于氣流方向的最大截面面積。從經(jīng)驗得知物體的迎風(fēng)面面積越大,壓差阻力也就越大。 物體的形狀對壓差阻力也有很大影響。由風(fēng)洞實驗可知,如果一個短圓柱體的軸向阻力為單位1的話,那末同樣的短圓柱體頭部加上因錐,頭部裝一表面均勻彎曲的凸頭,以及頭部裝凸頭同時尾部再裝一逐漸變尖的凸
14、頭,形成所謂“流線體"時。它們的阻力分別是短圓柱體的25,1/5和1/25??梢娢矬w的形狀對壓差阻力影響之大。 流線體所以能大幅度降低壓差阻力,實際上是流線體的頭部占據(jù)了物體前面的氣流滯止所形成的高壓區(qū)同時流線體的尾部又填滿了物體后面氣流分離后充滿旋渦的低壓區(qū),使氣流能平滑地流過物體表面來降低物體前后的壓力差。因此,為了降低壓差阻力,飛機(jī)的迎風(fēng)面積要盡可能小同時所有飛機(jī)部件都要加以整流形成流線體形狀。 誘導(dǎo)阻力 機(jī)翼上也有摩擦阻力和壓差阻力。對機(jī)翼而言,這二者合稱“翼型阻力"。但機(jī)翼上除翼型阻力外還有“誘導(dǎo)阻力"(又叫“感應(yīng)阻力,,)。這是機(jī)翼所獨(dú)有的一種阻力。(當(dāng)然,尾
15、翼上也有)。因為這種阻力是伴隨著機(jī)翼上升力的產(chǎn)生而產(chǎn)生的。也許可以說它是為 了產(chǎn)生升力而付出的一種“代價”。 當(dāng)飛機(jī)飛行時,下翼面壓強(qiáng)大、上翼面壓強(qiáng)小。由于翼展的長度是有限的,所以上下翼面的壓強(qiáng)差使得氣流從下翼面繞過兩端翼尖,向上翼面流動。當(dāng)流繞過翼尖時,在翼尖處不斷形成旋渦。這種旋渦,從飛機(jī)的正前方看去,右邊(飛機(jī)的左機(jī)翼)是逆時針方向的,左邊(飛機(jī)的右機(jī)翼)是順時針方向的。隨著飛機(jī)向前方飛行,旋渦就從翼尖向后方流去并產(chǎn)生了向下的下洗速度。下就速度在兩個翼尖處最大,向中心逐漸減小。在飛機(jī)對稱面內(nèi)減到最小。 這種下洗現(xiàn)象,常被候鳥一雁群所利用。當(dāng)雁群隨著氣候的變化而遷徙時,
16、常常排成人字形成或斜一字形。領(lǐng)隊的大雁排在最前面,幼弱的小雁常排布后外側(cè)。這樣就使后雁處于前雁翼尖所形成的旋渦中。由于翼尖旋渦中的氣流在翼尖外側(cè)是向上流動的,形成上升氣流。后雁在上升氣流中飛仨較省力,對長途不著陸飛行是很有利的。 在機(jī)翼中任取某一剖面來研究。由于下洗,流過該剖面的氣流除了原來的相對速度v之外又產(chǎn)生了垂直向下的下洗速度。。由v和“合成的合速度u是氣流流經(jīng)該翼剖面的真正相對速度。u與v的夾角E稱為下洗角。升力Y是定義為總空氣動力在垂直于相對速度v的方向上的分力,可是氣流流過機(jī)翼以后,由于下洗速度仙的作用,使v的方向改變,向下轉(zhuǎn)折一個下洗角E,而成為u和方向。因此,升力Y也
17、隨之偏轉(zhuǎn)一個角度E,而與u垂直成為Yl。然而飛機(jī)的飛行方向仍然是原來v的方向,因此Y1就產(chǎn)生一個與飛機(jī)前進(jìn)方向相反的水平分力Q1。這是阻止飛機(jī)前進(jìn)的阻力,這種阻力是由升力的誘導(dǎo)而產(chǎn)生的,因此叫做“誘導(dǎo)阻力"。它是由于氣流下洗使原來的升力偏轉(zhuǎn)而引起的附加阻力并不包含在翼型阻力之內(nèi)。誘導(dǎo)阻力同機(jī)翼的平面形狀、翼剖面形狀和展弦比有關(guān),所以為了減小機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力,應(yīng)該選取隨圓形的機(jī)翼平面形狀,并盡可能力日大機(jī)翼的展長即增加展弦比使翼尖處下洗嚴(yán)重區(qū)在機(jī)翼展樂中所占的比重下降。 干擾阻力 飛機(jī)上除了摩擦阻力、壓差阻力和誘導(dǎo)阻力以外,還有一種“干擾阻力"值得我們注意。 實踐表明,飛機(jī)的各個部件如
18、機(jī)翼、r機(jī)身、尾翼等,單獨(dú)放在氣流中所產(chǎn)生的阻力的總和并不等于,而往往是小于組成一架飛機(jī)時的阻力。 所謂“干擾阻力"就是飛機(jī)各部分之間由于氣流相互干擾而產(chǎn)生的一種額外阻力。 現(xiàn)在我們以機(jī)翼和機(jī)身為例,看看這種額外阻力是怎樣產(chǎn)生的。 如圖所示,氣流流過機(jī)翼和機(jī)身的連接處,由于機(jī)翼和機(jī)身二者形狀的關(guān)系,在這里形成了一個截面由大到小,再由小到大的氣流通道。在A處截面比較大,到C點(diǎn)翼面最高點(diǎn),氣流通道收縮到最小,隨后到B處又逐漸擴(kuò)大。根據(jù)流體的流動特性,C處的速度大而壓強(qiáng)小,B處的速度小而壓強(qiáng)大,所以在CB一段通道中氣流有從高壓區(qū)B回流到低壓區(qū)C的趨勢。 這就形成了一股逆流。但
19、飛機(jī)前進(jìn)時不斷有氣流沿通道向后流,遇到了后面這股逆流就形成了氣流的阻塞現(xiàn)象,使氣流開始分離并產(chǎn)生很多的旋渦。這些旋渦表明氣流的動能有了消耗,因而產(chǎn)生了一種額外的阻力。這一阻力是氣流相互干擾而產(chǎn)生的,所以叫做“干擾阻力”。 不但在機(jī)翼和機(jī)身之間可能產(chǎn)生干擾阻力,而且在機(jī)身和尾翼連接處,機(jī)翼和發(fā)動機(jī)短艙連接處,也都可能產(chǎn)生。 從干擾阻力產(chǎn)生的原因來看,它顯然和飛機(jī)不同部件之間的相對位置有關(guān)。如果在設(shè)計飛機(jī)時,仔細(xì)考慮它們的相對位置,使得連接處壓強(qiáng)的增加不大也不急劇,干擾阻力就可以減小。 另外還可采取不同部件連接處加裝流線型的“整流片”的辦法,使連接處圓滑過度,盡可能減少旋渦
20、的產(chǎn)生,也可減少“干擾阻力”。 以上我們把飛機(jī)低速飛行時所產(chǎn)生的四種阻力——摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力和干擾阻力,都簡單介紹了一下。這是從產(chǎn)生阻力的原因的觀點(diǎn)來談的。至于高速飛行時,飛機(jī)上還會產(chǎn)生波阻,關(guān)于波阻,我們在激波一節(jié)中再討論。 如果從產(chǎn)生阻力的飛機(jī)部件的觀點(diǎn)來談,則飛機(jī)總阻力中包括機(jī)翼阻力、機(jī)身阻力、起落架阻力、尾翼阻力、發(fā)動機(jī)短艙阻力……以及暴露在氣流中的各種零件的阻力。除機(jī)翼阻力之外的所有飛機(jī)部件和零件所產(chǎn)生的阻力的總和叫做“廢阻力”(廢阻力中包括干擾阻力)。實驗表明,廢阻力在飛機(jī)總阻力中占很大比例,一般約為總阻力的百分之六十到七十,必須予以充分的重視。
21、 但是,在某些情況下,飛機(jī)阻力不但無害,而且是完全必需的。這時,應(yīng)當(dāng)采取措施迅速增加阻力。例如,當(dāng)殲擊機(jī)同敵機(jī)在空中格斗時,為了提高機(jī)動性,有時突然打開阻力板(又叫減速板),來迅速增大阻力,降低速度,繞到敵機(jī)后方有利位置進(jìn)行攻擊。另外某些高速飛機(jī)在著陸時、為了增大阻力、降低著陸速度,縮短滑跑距離,打開阻力傘就可達(dá)到目的。 阻力同升力一樣,也是總空氣動力的一部分,所以同樣可以得出“阻力公式": 式中Cx為阻力系數(shù),也由風(fēng)洞實驗求得。參考面積S視為該公式使用的部件不同而不同,對于機(jī)翼仍然是機(jī)翼平面面積,而對于機(jī)身則取為機(jī)身的最大橫截面積。如果用該公式來計算全機(jī)阻力。那末在選定的參考面
22、積下由風(fēng)洞實驗測得阻力系數(shù)Cx,使用該阻力系數(shù)和相應(yīng)的參考面積來計算阻力。 阻力系數(shù)也與飛機(jī)的攻角有關(guān),白開、阻力曲線中可以看出在某一攻角下阻力達(dá)到最小值,該攻角稱為最小阻力攻角。而其他攻角的阻力都要比該攻角的阻力大。 與鳥的飛行不同,飛機(jī)在空中能夠飛行是依靠與空氣的相對運(yùn)動,而產(chǎn)生作用在飛機(jī)上的力和力矩來實現(xiàn)的。如對于水平等速直線飛行而言,從飛機(jī)受力條件,有 L=G L^V¥ (升力與重力平衡) F=D D//V¥ (推力與阻力平衡) M=0 (俯仰力矩保持守恒) 飛機(jī)產(chǎn)生升力必須具備的條件:
23、 (1)有空氣(飛機(jī)在空中飛行是靠作用于飛機(jī)上的空氣動力)。此外,噴氣發(fā)動機(jī)的氧氣也是取源于空氣。 (2)必須存在一定的飛行速度(飛機(jī)和空氣之間要有一定的相對運(yùn)動,產(chǎn)生空氣動力)。 (3)要有適當(dāng)?shù)臍鈩油庑?、受力大小和飛行姿態(tài)。 (4)必須存在保持和改變飛行狀態(tài)的能力。 1、飛機(jī)的氣動布局 不同類型的飛機(jī)、不同的速度、不同的飛行任務(wù),飛機(jī)的氣動布局是不同的。 何為飛機(jī)的氣動布局? 廣義而言:指飛機(jī)主要部件的尺寸、形狀、數(shù)量、及其相互位置。 飛機(jī)的主要部件有:推進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)翼、機(jī)身、尾翼(平尾、立尾)、起落架等。 按機(jī)翼和機(jī)身連接的相互位置分為: 按機(jī)翼弦平
24、面有無上反角分為: 按立尾的數(shù)量分為: 按機(jī)翼與平尾的相對縱向位置分為: 2、機(jī)翼的形狀 機(jī)翼的外形五花八門、多種多樣,有平直的,有三角的,有后掠的,也有前掠的等等。然而,不論采用什么樣的形狀,設(shè)計者都必須使飛機(jī)具有良好的氣動外形,并且使結(jié)構(gòu)重量盡可能的輕。所謂良好的氣動外形,是指升力大、阻力小、穩(wěn)定操縱性好。 美國戰(zhàn)術(shù)運(yùn)輸機(jī)C-130 上單翼、平直機(jī)翼、4發(fā)翼下吊布置、正常式布局 F-22猛禽—當(dāng)今世界最先進(jìn)的第四代戰(zhàn)斗機(jī) 中單翼、雙發(fā)、梯形翼、雙立尾正常式 噴火戰(zhàn)斗機(jī)—英國第二次世界大戰(zhàn)名機(jī) 下單翼、橢圓形機(jī)翼、正常式布局 B-52遠(yuǎn)程
25、戰(zhàn)略轟炸機(jī)(同溫層堡壘) 上單翼、4發(fā)翼下吊、后掠翼、正常式布局 協(xié)和號超聲速客機(jī)(Ma=2.04) 雙發(fā)三角形機(jī)翼布局 S37前掠翼戰(zhàn)斗機(jī)(三翼面布局) A380客機(jī)遠(yuǎn)程寬身運(yùn)輸機(jī) 下單翼、四發(fā)翼下吊、后掠翼、正常式布局 一般而言: 運(yùn)輸機(jī)----多數(shù)采用上單翼(便于裝貨) 高亞音速客機(jī)---下單翼布局、后掠翼、正常式布局 (升阻比大,運(yùn)行經(jīng)濟(jì),座艙噪聲低,視野寬) (在機(jī)身下半部放置貨物) 戰(zhàn)斗機(jī)----多數(shù)采用中或下單翼,三角翼、大后掠翼正常或鴨式布局 (速度快、阻力小、機(jī)動靈活、失速迎角大) 簡單襟翼 簡單襟翼的形狀與副翼相似,其構(gòu)造比較簡
26、單。簡單襟翼在不偏轉(zhuǎn)時形成機(jī)翼后緣的一部分,當(dāng)放下(即向下偏轉(zhuǎn))時,相當(dāng)于增大了機(jī)翼翼型的彎度,從而使升力增大。當(dāng)它在著陸偏轉(zhuǎn)50~60度時,大約能使升力系數(shù)增大65%~75%。 分裂襟翼 分裂襟翼(也稱為開裂襟翼)象一塊薄板,緊貼于機(jī)翼后緣下表面并形成機(jī)翼的一部分。使用時放下(即向下旋轉(zhuǎn)),在后緣與機(jī)翼之間形成一個低壓區(qū),對機(jī)翼上表面的氣流有吸引作用,使氣流流速增大,從而增大了機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差,使升力增大。除此之外,襟翼下放后,增大了機(jī)翼翼型的彎度,同樣可提高升力。這種襟翼一般可把機(jī)翼的升力系數(shù)提高75%~85%。 開縫襟翼 它是在簡單襟翼的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。除了起簡單襟翼的
27、作用外,還具有類似于前緣縫翼的作用,因為在開縫襟翼與機(jī)翼之間有一道縫隙,下面的高壓氣流通過這道縫隙以高速流向上面,延緩氣流分離,從而達(dá)到增升目的。開縫襟翼的增升效果較好,一般可使升力系數(shù)增大85%~95%。 后退襟翼 后退襟翼在下放前是機(jī)翼后緣的一部分,當(dāng)其下放時,一邊向下偏轉(zhuǎn)一邊向后移動,既加大了機(jī)翼翼型的彎度,又增大了機(jī)翼面積,從而使升力增大。此外它還有開裂襟翼的效果。這種襟翼的增升 效果比前三種的增升效果都好,一般可使翼型的升力系數(shù)增加110%~140%。 除了上面提到的四種后緣襟翼以外,還有后退開縫襟翼和后退多縫襟翼,它們的增升效果更好,但同時構(gòu)造也更加復(fù)雜。 后退式開縫襟翼
28、 與后退襟翼相似 雙縫或三縫式襟翼 效果較之之前的幾種襟翼更好但構(gòu)造復(fù)雜。大多用于大型運(yùn)輸機(jī)、民航客機(jī)。 前緣襟翼 位于機(jī)翼前緣的襟翼叫前緣襟翼。這種襟翼廣泛用于超音速飛機(jī)上。因為超音速飛機(jī)一般采用前緣尖削,相對厚度小的薄機(jī)翼。在大迎角飛行,機(jī)翼上表面前緣就開始產(chǎn)生氣流分離,最大升力系數(shù)大大降低。大迎角飛行時,放下前緣襟翼,一方面可減小前緣與相對氣流之間的角度,使氣流能夠平順地沿上翼面流過。另一方面也增大了翼切面的彎度。這樣,氣流分離就能延緩,而且最大升力系數(shù)和臨界迎角也都得到提高。屬于前緣襟翼的還有一種叫克魯格襟翼,裝在前緣下部向前下方翻轉(zhuǎn),既增大機(jī)翼面積,又增大了翼切面的彎度,所以具有很好的增升效果,構(gòu)造也很簡單。這是最新研制的一種增升裝置。波音噴氣客機(jī)都使用了此種襟翼。 專心---專注---專業(yè)
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