第二章-无人机飞行原理及翼型特征下.ppt
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无人机空气动力学与飞行原理,第2章无人机飞行原理与翼型特征,2.1固定翼无人机飞行的基本原理2.2旋翼无人机飞行的基本原理2.3翼型的几何参数和主要类型2.4翼型的空气动力特征和影响因素,翼型的几何参数和主要类型,翼型的几何参数,翼型平行于飞机对称平面所切割机翼所成的剖面前缘翼型的最前端后缘翼型的最后端翼弦前缘和后缘的连线迎角翼弦与相对气流速度的夹角压力中心升力作用线与翼弦的交点,翼型的几何参数和主要类型,翼型:
用平行于对称平面的切平面切割机翼所得的剖面,称为翼剖面,简称翼型。
几何弦长c:
连接翼型的前缘点(x=0)和后缘点(x=c)的直线长度。
翼型厚度(t):
指上下翼面在垂直于翼弦方向的距离,其中最大者称为最大厚度Tmax,厚度分布(yt):
在弦向任一位置x处,翼型的厚度t=yu-yl=2yu,用yt=t/2表示翼型厚度分布,前缘半径(rl):
翼型前缘为一圆弧,该圆弧半径称为前缘半径,后缘角():
翼型后缘上下两弧线切线的夹角称为后缘角,弦线、弦长(c):
连接前缘与后缘的直线称为弦线;其长度称为弦长。
弦长是很重要的数据,翼型上的所有尺寸数据都是弦长的相对值。
c,x,y,O,yu,yl,rl,翼型的几何参数和主要类型,翼型:
用平行于对称平面的切平面切割机翼所得的剖面,称为翼剖面,简称翼型。
c,x,y,O,yf,yl,中弧线:
翼型厚度中点的连线,弯度分布:
有厚度的非对称翼,构造非对称翼型的“骨架”,称为中弧线的弯板,它的高度yf的分布(即中弧线方程)称为弯度分布。
相对厚度:
翼型最大厚度(Tmax)与翼型弦长(c)的比值Tmax/c,相对弯度(f):
翼型最大弯度(fmax)与翼型弦长(c)的比值,f=fmax/c,翼型的几何参数和主要类型,翼型的主要类型,NACA四位数系列翼型NACAXYZZX相对弯度Y最大弯度位置ZZ相对厚度例如,NACA2412翼型,表示相对弯度2%,最大弯度在弦长的0.4处,相对厚度为12%的翼型。
翼型的空气动力特性和影响因素,升力的计算公式:
式中:
为飞机所在高度处的空气密度,v为飞机的飞行速度,(1/2v2)称为动压;S为机翼的面积,Cy为升力系数。
翼型的空气动力特性和影响因素,升力系数的斜率为升力线斜率:
对于某一种翼型、某一种机翼剖面形状,通常通过实验来获得升力系数与迎角的关系曲线(翼型的升力特性曲线),即Cy曲线,如右图。
翼型的空气动力特性和影响因素,在Cy曲线中,对应于升力系数等于零的迎角称为零升力迎角;对应于最大升力系数Cymax的迎角叫临界迎角或失速迎角。
翼型的空气动力特性和影响因素,阻力的计算公式:
式中:
为飞机所在高度处的空气密度,v为飞机的飞行速度,(1/2v2)称为动压;S为机翼的面积,Cx为阻力系数。
翼型的空气动力特性和影响因素,在任何迎角下阻力系数都不为0;小迎角下阻力系数变化不大,大迎角下阻力系数急剧增大;存在最小阻力系数。
同样,通过实验来获得阻力系数与迎角的关系曲线(翼型的阻力特性曲线),即Cx曲线,如右图。
翼型的空气动力特性和影响因素,存在阻力系数最小的点;存在升阻比最大的点;存在续航时间最久的点;存在升力系数最大的点;零升阻力数。
翼型的极曲线升阻特性曲线,翼型的空气动力特性和影响因素,Ma为马赫数;v相对速度;a为当地音速;为空气密度;d为特征长度;为空气的动力粘度,马赫数与雷诺数,
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