南京航空航天大学：《飞机总体设计》课程教学资源（讲义）第八讲 机翼的设计

航空宇航学院 机翼的设计

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航空宇航学院 飞机总体设计框架 设计 主要参数计算 部件外形设计 要求 发动机选择 机身机翼尾翼 布局型式选择 起落架进气道 分析计算 重量计算 三面图 是否满足 设计要求? 气动计算 部位安排图 最优? 性能计算 结构布置图 结构分析

单击此处编辑母版标题样式 2 航空宇航学院 飞机总体设计框架 设计 要求 布局型式选择 主要参数计算 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求？ 最优 ？

航空宇航学院 机翼的设计 翼型的选择与设计 机翼平面形状设计 机翼安装角和上反角的确定 边条翼、翼尖形状 增升装置的设计 副翼的设计 设计举例

单击此处编辑母版标题样式 3 航空宇航学院 机翼的设计 • 翼型的选择与设计 • 机翼平面形状设计 • 机翼安装角和上反角的确定 • 边条翼 、翼尖形状 • 增升装置的设计 • 副翼的设计 • 设计举例

航空宇航学院 翼型的选择与设计 Wright 1908 Gottingen 387 C Bleriot1909∠ Clarky 1922 C R.A.F61912 M61926 R.A.F.151915 RAE341926∈ u.S.A.271919 NACA2412193∈ Joukowsky 1912 NACA230121935 Gottingen 398 1919 NACA230211935

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航空宇航学院 提纲 翼型的几何参数 翼型的气动特性 翼型的几何参数与气动特性之间的关系 翼型特性与飞机性能的关系 翼型的几何参数对结构设计的影响 翼型的种类与特征 NACA翼型 选择翼型时考虑的因素 ·翼型的设计方法

单击此处编辑母版标题样式 5 航空宇航学院 提纲 • 翼型的几何参数 • 翼型的气动特性 • 翼型的几何参数与气动特性之间的关系 • 翼型特性与飞机性能的关系 • 翼型的几何参数对结构设计的影响 • 翼型的种类与特征 • NACA翼型 • 选择翼型时考虑的因素 • 翼型的设计方法

航空宇航学院 翼型的几何参数 上弧面 前缘半径r 厚度t 后缘 弯度h 下弧面 中弧面 弦长c 相对厚度: 100 C 相对弯度:h 100 最大厚度的相对位置:x1=21·100% 最大弯度的相对位置:xb=xh,100% C

单击此处编辑母版标题样式 6 航空宇航学院 翼型的几何参数 前缘半径 r 厚度 t 弯度 h 弦长 c 上弧面 下弧面 后缘 中弧面 = ⋅ 100 % − c t 相对厚度： t 相对弯度： = ⋅ 100 % − c h h 最大厚度的相对位置： 最大弯度的相对位置： = ⋅100 % − c x x t t = ⋅100 % − c x x h h

航空宇航学院 翼型的气动特性 升力特性: 升力系数:Cl= 最大升力系数:C/max 最大攻角:a cl, max 升力线斜率:Ca 零升力攻角:Q01 ■设计升力系数:

单击此处编辑母版标题样式 7 航空宇航学院 翼型的气动特性 • 升力特性： ƒ 最大升力系数: ƒ 升力系数： ( ) 2 2 1 v c l c l ⋅ = ρ l max c ƒ 最大攻角： α cl,max l α ƒ 升力线斜率： c ƒ 零升力攻角： α 0 l ƒ 设计升力系数:

航空宇航学院 ·阻力特性: 阻力系数:cd= 0v·C 最小阻力系数:cdm 阻力发散马赫数:Md 俯仰力矩特性: 俯仰力矩系数:Cm 零升力力矩系数 焦点(气动中心)位置 压心位置

单击此处编辑母版标题样式 8 航空宇航学院 • 阻力特性： ƒ 阻力系数： ƒ 最小阻力系数： ( ) 2 2 1 v c d c d ⋅ = ρ d min c ƒ 阻力发散马赫数：Mdd • 俯仰力矩特性： ƒ 俯仰力矩系数： ƒ 焦点（气动中心）位置 ƒ 压心位置 ƒ 零升力力矩系数： ( ) 2 2 2 1 v c c m m ⋅ = ρ m 0 c

航空宇航学院 翼型几何参数与气动特性之间的关系 最大升力系数与几何参数的关系 相对厚度的影响:c 相对厚度在12% boXx 18%时,最大升力 O X 65-2Xx 系数最大 61-2X X ■前缘半径的影响:前缘半径增大,最大升力系数增加。 相对弯度的影响:相对弯度增大,最大升力系数增加

单击此处编辑母版标题样式 9 航空宇航学院 翼型几何参数与气动特性之间的关系 • 最大升力系数与几何参数的关系 ƒ 相对厚度的影响： 相对厚度在12%- 18%时，最大升力 系数最大 ƒ 前缘半径的影响：前缘半径增大，最大升力系数增加。 ƒ 相对弯度的影响：相对弯度增大，最大升力系数增加

航空宇航学院 升力线斜率与几何参数的关系 相对厚度的影响: *相对厚度较小时,升力线斜率与翼型无关 薄翼型理论指出:2π/rad *相对厚度较大时,NA0A4位、5位数字普通的升力线斜率随 相对厚度增大而减小,具有光滑表面的NACA6位系列翼型的 升力线斜率随相对厚度增大而增加。 相对弯度的影响: *相对厚度较大时,升力线斜率随相对厚度增大而增加

单击此处编辑母版标题样式 10 航空宇航学院 • 升力线斜率与几何参数的关系 ƒ 相对厚度的影响： * 相对厚度较小时，升力线斜率与翼型无关； 薄翼型理论指出：2π/ rad * 相对厚度较大时，NACA 4位、5位数字普通的升力线斜率随 相对厚度增大而减小，具有光滑表面的NACA6位系列翼型的 升力线斜率随相对厚度增大而增加。 ƒ 相对弯度的影响： * 相对厚度较大时，升力线斜率随相对厚度增大而增加