第六章 机翼低速气动特性 6.1 机翼的几何参数 6.2 涡定理及下洗6.3 升力线理论6.4 升力面理论及涡格法6.5 低速机翼一般气动特性6.1 机翼的几何参数6.1.1 平面形状和平面几何参数6.1.2 几何扭转角6.1.3 上（下）反角本章目录机体坐标系• X轴： 机翼纵轴，沿机翼对称面内翼型弦线，向 后为正 • Y轴： 机翼竖轴，在机翼对称面内，与x轴正交 ，向上为正 • Z轴：机翼横轴 与x、y轴构成右手坐标系 ，向左为正本章目录本节目录图6.1 平面形状6.1.1平面形状和平面几何参数本章目录本节目录几何参数：1．机翼面积 ２．展长L ３．弦长b(z)图6.2 机翼平面几何参数 6.1.1平面形状和平面几何参数（续）本章目录本节目录表征平面形状的无量纲参数：1．展弦比 2．根梢比 6.1.1平面形状和平面几何参数（续）本章目录本节目录6.1.2 几何扭转角机翼任一展向位置处翼剖面弦线与翼根剖面 弦线间的夹角，称为几何扭转角图6.3 机翼几何扭转 本章目录本节目录左右半个机翼弦平面与x0z平面的夹角叫 上（下）反角 上反为正，下反为负 图6.4上（下）反角6.1.3 上（下）反角本章目录本节目录6.2 涡定理及下洗 6.2.1 直线涡的诱导速度及毕奥-萨瓦定律6.2.2 下洗本章目录6.2.1直线涡的诱导速度及毕奥-萨瓦定律• 诱导速度：流场中由旋涡存在而产生的速度 • 诱导速度的大小可由毕奥-萨瓦公式来确定或 本章目录本节目录图6.5 微段涡线dL产生 的诱导速度 图6.6 直线涡的诱导速度 6.2.1直线涡的诱导速度及毕奥-萨瓦定律（续）本章目录本节目录大展弦比直机翼任一剖面上的绕流情况与 无限翼展机翼绕流的主要差别是从机翼后 缘有自由涡系拖出，自由涡系对翼剖面上 会引起y方向的诱导速度，由于诱导速度 是向下的，称为下洗速度，这种作用称为 下洗。
6.2.2 下洗本章目录本节目录6.3升力线理论6.3.1气动模型和升力线假设6.3.2 升力线理论本章目录6.3.1气动模型和升力线假设直均流绕大展弦比直机翼流动的气动模型：直均流+附着涡面+自由涡面而附着涡面和自由涡面可用无数条马蹄涡来 模拟，如图6-7所示 本章目录本节目录图6.7图6-7 大图6.7 大展弦比直机翼涡系模型 本章目录本节目录对大展弦比直机翼，由于弦长比展长小的多， 因此可以近似将机翼上的附着涡系合并成一条 展向变强度的附着涡线，各剖面的升力就作用 在该线上，称为升力线假设 此时气动模型简化为：直均流+附着涡线+自由涡面因此低速翼型的升力增量在焦点处，约在1/4弦 点，因此附着涡线可放在展向各剖面的弦点的 连线上，此即为升力线 本章目录本节目录升力线理论：基于升力线模型建立起来的机翼理论• 剖面假设 • 下洗速度、下洗角、升力、诱导阻力 • 确定 的微分-积分方程 • 椭圆形环量分布无扭转平直机翼的气动特性 • 一般平面形状大展弦比直机翼的气动特性 6.3.2 升力线理论本章目录本节目录6.4升力面理论及涡格法 6.4.1升力面理论6.4.2 涡格法本章目录6.4.1升力面理论1.升力面气动模型解大后掠角或中小展弦比 机翼的迎角-弯度问题虽 然仍可用 形马蹄涡作为 基本解来与直均流叠加， 但应抛弃使用一条附着涡 线来代替机翼附着涡系的 假设，而是将机翼改用附 着涡面来代替，此时涡密 度是面密度 ；单位 是速度单位。
这是升力面 模型 图 6.16 翼基本平面 本章目录本节目录2. 确定的 积分方程 图6-17 基本平面上布涡 本章目录本节目录• 涡格模型 此布涡的网格称为涡格，相 应的气动模型称为涡格模型 • 控制点上 的计算 • 的计算 • 确定 的线性代数方程组 • 气动系数表达式 图6-18 涡格模型图6-19 左半翼上的马蹄涡6.4.2 涡格法本章目录本节目录6.5低速机翼一般气动特性6.5.1 剖面升力系数展向分布 6.5.2 升力特性6.5.3 纵向力矩特性6.5.4 阻力系数本章目录机翼的 不仅在计算升力、力矩、诱阻、 失速等气动特性上是重要的，而且在进行机 翼强度计算时也是提供外菏载的重要原始数 据 大展弦比直机翼，不论是否有扭转，只要尚 未失速， 和 均可用升力线理论来计算 许多实用机翼的已有现成的理论计算结果 ，使用时可从有关文献资料上查得 6.5.1 剖面升力系数展向分布本章目录本节目录6.5.2 升力特性除小展弦比机翼外，中小迎角下机翼的 曲 线均成直线关系因此，机翼的升力特性和翼 型一样也是用零升迎角 、升力线斜率 和最 大升力系数 三个参数来表示。
1.零升迎角 2.升力线斜率 3.最大升力系数 本章目录本节目录6.5.3 纵向力矩特性机翼在中小迎角下的纵向力矩特性，和翼 型一样是使用升力增量作用点 — 焦点的 纵向位置 和过F点z轴的零升力矩系 数 来表示的本章目录本节目录机翼阻力系数= 零升阻力系数 + 升致阻力系 数1. 零升阻力系数 2. 升致阻力系数 =诱导阻力系数 + 粘性压阻系数a) 诱导阻力系数的计算b) 粘性压阻系数的计算c) 升致阻力因子和有效展弦比d) 极曲线 6.5.4 阻力系数本章目录本节目录结 束本章目录。