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翼型的概述

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翼型的概述

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在空氣動力學中，翼型通常理解為二維機翼，即剖面形狀不變的無限翼展機翼 。低速和亞聲速翼型的典型外形如圖所示，它前端圓滑，后端成尖角形；后尖點稱為后緣；翼型上距后緣最遠的點稱為前緣；連接前后緣的直線稱為翼弦，其長度稱為弦長 。在翼型內部作一系列與上下翼面相切的內切圓，諸圓心的連線稱為翼型的中弧線，其中最大內切圓的直徑稱為翼型的厚度，中弧線和翼弦之間的最大距離稱為彎度；前緣的曲率半徑稱為前緣半徑 。超聲速翼型的前緣也可能是尖的 。翼型的相對厚度和相對彎度分別定義為厚度和彎度對弦長之比，彎度為零的翼型稱為對稱翼型，其中弧線與翼弦重合 。
【翼型的概述】當翼型相對于空氣運動時，翼型表面會受到氣流的作用力，其合力在翼型運動方向或來流方向上的分力是翼型所受到的阻力，垂直于上述方向的分力是翼型的舉力 。這些作用力對前緣（或對距前緣1/4弦長點）的力矩稱為俯仰力矩 。在低速和亞聲速情況下，還有一種翼型叫作層流翼型，它的最大厚度較靠后，邊界層的層流段較長，因而摩擦阻力較小 。在跨聲速情形下，有一種翼型叫作超臨界翼型，它的上表面比較平坦，翼面上一般只產生壓縮波和膨脹波，間或有弱激波，因而波阻較小 。
1、常用的模型飛機翼型有對稱、雙凸、平凸、凹凸，s形等幾種 。對稱翼型的中弧線和翼弦重合，上弧線和下弧線對稱 。這種翼型阻力系數比較小，但升阻比也小 。一般用在線操縱或遙控特技模型飛機上 。
2、雙凸翼型的上弧線和下弧線都向外凸，但上弧線的彎度比下弧線大 。這種翼型比對稱翼型的升阻比大 。一般用在線操縱競速或遙控特技模型飛機上 。
3、平凸翼型的下弧線是一條直線 。這種翼型最大升阻比要比雙凸翼型大 。一般用在速摩不太高的初級線操縱或遙控模型飛機上 。
4、凹凸翼型的下弧線向內凹入 。這種翼型能產生較大的升力，升阻比也比較大 。廣泛用在競賽留空時間的模型飛機上 。
5、S形翼型的中弧線象橫放的S形 。這種翼型的力矩特性是穩定的，可以用在沒有水平尾翼的模型飛機上 。
隨著航空科學的發展，世界各主要航空發達的國家建立了各種翼型系列 。美國有NACA系列，德國有DVL系列，英國有RAF系列，蘇聯有ЦΑΓИ系列等 。這些翼型的資料包括幾何特性和氣動特性，可供氣動設計人員選取合適的翼型 。在現有的翼型資料中，NACA翼型系列的資料比較豐富，飛行器上采用這一系列的翼型也比較多 。NACA翼型系列主要包括下列一些翼型族：
①4位數翼型族:這是最早建立的一個低速翼型族 。例如，NACA2415翼型，其含義第一位數值2表示最大相對彎度為2%；第二位數4表示最大彎度位于翼弦前緣的40%處；末兩位數15表示相對厚度為15% 。這一族翼型的中線由前后兩段拋物線組成，厚度分布函數由經驗的解析公式確定 。
②5位數翼型族：這是在4位數翼型族的基礎上發展的 。這一族翼型的中線有兩種類型，一類是簡單中線，它的前段為三次曲線，后段為直線；另一類是S形中線，前后兩段都是三次曲線，后段上翹的形狀能使零升力矩系數為零，這個特性通過第三位數來表征，例如NACA24015中0表示后段為直線 。這族翼型的厚度分布與4位數翼型族的相同 。
③6族翼型：適用于較高速度的一些翼型族，得到廣泛應用 。這種翼型又稱層流翼型，它的前緣半徑較小，最大厚度位置靠后，能使翼型表面上盡可能保持層流流動，以便減小摩擦阻力 。
④1族、7族、8族等翼型族，還有各種修改翼型 。以超音速飛行的飛行器，為了減小波阻常采用尖前緣的對稱翼型 。常見的翼型有菱形、六面形和由上下兩圓弧組成的雙凸翼型 。由于飛機要在低速到高速的整個范圍內使用，翼型的選用必須兼顧高、低速特性，而且采用后掠可使超音速飛機的機翼保持亞音速前緣，所以大多數超音速飛機仍采用小鈍頭的亞音速翼型 。而超音速導彈主要用作超音速飛行，因此彈翼多采用超音速翼型 。

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