后掠翼的空气动力特性一
48页1、.后掠翼的空气动力特性一后掠翼的空气动力特性一 介绍后掠翼的亚音速介绍后掠翼的亚音速 跨音速空气动力特性跨音速空气动力特性 后掠翼的亚音速后掠翼的亚音速跨音速空气动力特性跨音速空气动力特性后掠翼的亚音速和跨音速空气动力特性后掠翼的亚音速和跨音速空气动力特性 2/54.22 后掠翼的空气动力特性后掠翼的空气动力特性 目前高速飞机很多都是后掠翼。后掠翼与平直翼不目前高速飞机很多都是后掠翼。后掠翼与平直翼不同,其前缘与机体横轴并不平行,而具有大约同,其前缘与机体横轴并不平行,而具有大约3060的前缘后掠角。其气动特性也具有不同于平的前缘后掠角。其气动特性也具有不同于平直翼的特点,下面从亚音速、跨音速和超音速三个直翼的特点,下面从亚音速、跨音速和超音速三个方面讨论后掠翼的空气动力特性。方面讨论后掠翼的空气动力特性。.一、后掠翼的亚音速空气动力特性一、后掠翼的亚音速空气动力特性 (一一)空气流过后掠翼的情形空气流过后掠翼的情形 空气由前向后流过后掠翼,其流速空气由前向后流过后掠翼,其流速C同机翼同机翼前缘不垂直,可以分解成两个分速。一个是与前前缘不垂直,可以分解成两个分速。一个是与前缘垂直的垂直
2、分速缘垂直的垂直分速 ,另一个是与前缘平行的平,另一个是与前缘平行的平行分速行分速 。如图如图3214所示。垂直分速所示。垂直分速 。和平行分速和平行分速 ,同前缘后掠角的关系是:,同前缘后掠角的关系是:.式中式中C为远前方来流速度,即飞行速度,为远前方来流速度,即飞行速度,X为机翼前缘为机翼前缘后掠角。从效果看,垂直分速后掠角。从效果看,垂直分速 与平行分速与平行分速 所起的作所起的作用不一样。因为机翼外表沿平行于前缘的方向没有弯曲,用不一样。因为机翼外表沿平行于前缘的方向没有弯曲,所以,空气在流过机翼外表的过程中,平行分速沿机翼所以,空气在流过机翼外表的过程中,平行分速沿机翼外表根本不发生变化,对机翼压强分布也不起什么作用。外表根本不发生变化,对机翼压强分布也不起什么作用。而垂直分速而垂直分速 那么沿途不断改变,好比空气以流速那么沿途不断改变,好比空气以流速 。流过一个平直翼一样,自然引起机翼沿翼弦方向的压。流过一个平直翼一样,自然引起机翼沿翼弦方向的压强分布发生变化。强分布发生变化。.可见,只有气流垂直分速可见,只有气流垂直分速 才对机翼压强分布起决才对机翼压强分布起决定性影响,
3、所以,把垂直分速定性影响,所以,把垂直分速 称为有效分速。机称为有效分速。机翼后掠角越大,那么有效分速翼后掠角越大,那么有效分速 越小,机翼上下外越小,机翼上下外表各处的有效分速也越大;反之,机翼后掠角越大,表各处的有效分速也越大;反之,机翼后掠角越大,那么有效分速那么有效分速 越小,机翼上下外表各处的有效分越小,机翼上下外表各处的有效分速也越小。速也越小。空气流过后掠翼,既然平行分速空气流过后掠翼,既然平行分速 根本不变,根本不变,而垂直分速而垂直分速 不断变化,故不象流过平直翼那样径不断变化,故不象流过平直翼那样径直地向后流去,其流线会左右偏斜,如图直地向后流去,其流线会左右偏斜,如图715a所所示。空气从机翼远前方流近机翼前缘,有效分速受示。空气从机翼远前方流近机翼前缘,有效分速受到阻滞而越来越小到阻滞而越来越小(如图如图 中中);平行分速那么;平行分速那么不受影响,保持不变不受影响,保持不变 。.这样一来,越接近前缘,气流速度不仅越来越慢,这样一来,越接近前缘,气流速度不仅越来越慢,而且方向也越来越向翼尖方向偏斜。经过前缘以后,而且方向也越来越向翼尖方向偏斜。经过前缘以后,空气
4、在流向最低压力点空气在流向最低压力点(图中图中C点点)的途中,有效的途中,有效 分分速又逐渐加速又逐渐加 快快 ,平行分速仍保持不变,平行分速仍保持不变 ,所以,局部流速不仅逐渐加快,而且方向也从翼,所以,局部流速不仅逐渐加快,而且方向也从翼尖转向翼根。以后,又因有效分速逐渐减慢,气流尖转向翼根。以后,又因有效分速逐渐减慢,气流方向转向原来方向。于是,整个流线呈方向转向原来方向。于是,整个流线呈“S形弯曲,形弯曲,如图如图3215b所示。所示。.(二二)后掠翼的翼根效应和翼尖效应后掠翼的翼根效应和翼尖效应 空气流过后掠翼,由于流线左右偏斜,会影响空气流过后掠翼,由于流线左右偏斜,会影响机翼的压强分布,从而出现所谓机翼的压强分布,从而出现所谓“翼根效应和翼根效应和“翼尖效应。翼尖效应。参看图参看图3215b,在后掠翼翼根局部的上外,在后掠翼翼根局部的上外表前段,流线向外偏斜,流管扩张变粗;而在后表前段,流线向外偏斜,流管扩张变粗;而在后段,流线向内侧偏斜,流管收敛变细。段,流线向内侧偏斜,流管收敛变细。.在亚音速条件下,前段流管变粗,流速增加在亚音速条件下,前段流管变粗,流速增加较少,压
5、强降低不多,即吸力减小;后段流较少,压强降低不多,即吸力减小;后段流管变细,流速加快,吸力增大。与此同时,管变细,流速加快,吸力增大。与此同时,因流管最细的位置后移,使最低压强点的位因流管最细的位置后移,使最低压强点的位置向后移动,如图置向后移动,如图3216所示。这种现象所示。这种现象称为翼根效应。称为翼根效应。.至于翼尖局部,情况与翼根相反。因翼尖外侧的至于翼尖局部,情况与翼根相反。因翼尖外侧的气流径直向后流去,而翼尖局部上外表前段流线向外气流径直向后流去,而翼尖局部上外表前段流线向外偏斜,故流管收敛变细,流速加快得多,压强减小得偏斜,故流管收敛变细,流速加快得多,压强减小得多,即吸力增大;在后段,因流线向内侧偏斜,故流多,即吸力增大;在后段,因流线向内侧偏斜,故流管扩张弯粗,流速减慢,吸力减小。与此同时,因流管扩张弯粗,流速减慢,吸力减小。与此同时,因流管最细的位置向前移,故最低压强点向前移动,如图管最细的位置向前移,故最低压强点向前移动,如图3216所示。这种现象称为翼尖效应。所示。这种现象称为翼尖效应。翼根效应和翼尖效应引起沿翼弦方向的压强分布翼根效应和翼尖效应引起沿翼弦方向
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