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什么是层流翼型?

科普小知识2022-02-16 21:17:08
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翼型是指飞机机翼或尾翼的横截面形状。层流翼型是一种设计用来在翼型表面保持大范围层流以减少阻力的翼型。与普通翼型相比,层流翼型具有更靠近后缘的最大厚度位置、更小的前缘半径和相对平坦的上表面,使得翼型表面能够尽可能地保持层流,从而减小摩擦阻力。

翼型是指飞机机翼或尾翼的横截面形状。层流翼型是一种设计用来在翼型表面保持大范围层流以减少阻力的翼型。与普通翼型相比,层流翼型具有更靠近后缘的最大厚度位置、更小的前缘半径和相对平坦的上表面,使得翼型表面能够尽可能地保持层流,从而减小摩擦阻力。层流翼型的基本原理是,在气流到达机翼后缘附近的增压区之前,通过尽可能远地加速,可以延迟从层流到湍流的过渡。层流翼型是翼型发展的一个重要里程碑。从20世纪30年代末开始,一群空气动力学家提出了一种基于理论和实验研究的层流翼型设计方法。美国航空咨询委员会(NACA)在20世纪40年代中期发布了NACA7系列翼型的新系列,其中NACA6系列层流翼型是最成功的,并广泛用于高速飞机。

层流翼型的设计方法有了很大的改进。它不是根据中弧线和厚度分布设计的,而是根据期望的压力分布形式设计的,以获得更宽的层流范围。根据所需阻力、临界马赫数和最大升力特性,推导出NACA6层流翼型的基本厚度分布,并根据预定的载荷分布设计中间圆弧。设计思想是使翼型上的最低压力点尽可能向后倾斜,延长前向压力梯度段的长度,并保持其边界层为层流,以减少翼型的总摩擦。NACA6和改进的NACA6A层流翼型后来被广泛用于高亚音速和超音速飞机。