无人机结构与系统-第二章 无人机翼型基础知识.pptx

第二章第二章学习导论无人机的翼型直接影响到无人机的飞行原理和飞行性能，因此本章主要介绍了无人机翼型的几何参数和主要类型、翼型空气动力特性及其影响因素，并在此基础上选择出满足无人机空气动力学要求的翼型。

第二章第二章学习目标了解翼型的几何参数和主要类型；掌握NACA4位和NACA5位数字翼型族表示方法；熟悉翼型空气动力特性，包括升力特性、阻力特性、极曲线等；了解影响翼型空气动力的因素，如雷诺数、马赫数、音障等掌握翼型选择办法。

第二章无人机翼型基础知识及其选择第二章无人机翼型基础知识及其选择翼型的几何参数和主要类型翼型的定义和几何参数翼型的主要类型第一节确定翼型翼型空气动力特性影响翼型空气动力的因素翼型的选择第二节

第二章翼型的几何参数和主要类型翼型的定义和几何参数定义固定翼无人机的机翼或多旋翼无人机的螺旋桨横剖面形状称为翼型几何参数中弧线：到上下翼面距离相等的曲线，如图2-1所示。前缘点：中弧线与上下翼面的外形线在前端的交点后缘点：中弧线与上下翼面的外形线在后端的交点后缘角：上下翼面在后缘点处切线间的夹角前缘半径：与前缘相切的圆的半径翼弦：前缘点与后缘点之间的连线弦长(b)：中弧线与上下翼面的外形线在前端的交点

第二章翼型的几何参数和主要类型2.1.2翼型的主要类型（1）翼型的分类翼型是是产生升力和阻力的主要部件，影响无人机的气动性能和飞行品质的关键因素之一，对于不同类型的无人机和不同的飞行速度，所需要的翼型是不同的。一般翼型可分为两类，一类是圆头尖尾型，另一类是尖头尖尾型。绝大多数无人机采用为圆头尖尾型。在每类中又分为对称型和非对称型，如图2-2所示。

第二章翼型的几何参数和主要类型2.1.2翼型的主要类型一般，多数无人机属于低速航空器，典型的低速翼型有NACA4位数字和5位数字。NACA4位数字翼型用4个数字表示翼型的几何参数。第1个数字表示相对弯度，第2个数字表示最大弯度相对位置数值的1/10。第3和第4个数字一起表示翼型的相对厚度。以NACA2415翼型为例说明，如图2-3所示。（2）翼型的标准号翼型一般都有标准号，是用设计者或者研究机构名字的缩写加数字来表示。

第二章确定翼型2.2.1翼型空气动力特性空气是有黏性的，虽然很小，但是由于黏性的存在，当空气流过物体时，就会产生阻力。无人机翼型阻力是主要有表面摩擦和流动分离两种情况产生的，包括摩擦阻力和形状阻力（形阻也叫黏性压差阻力）两部分。翼型摩擦阻力是空气流经翼型表面时，由于空气黏性的作用而产生的阻力，另外，空气离开翼型表面时因与附近的空气相互牵制摩擦也要产生阻力。图2-7所示为翼型阻力特性曲线。弧线的形状、翼型厚度和厚度分布对翼型的升力和阻力特性的影响较大，特别是弯度和翼型厚度的影响很大。翼型弯度增加，升力系数增加，翼型厚度减小，最小阻力系数减小。无论摩擦阻力，还是压差阻力，都与黏性有关。2.翼型的阻力特性翼型无量纲阻力系数定义为1）在任何迎角下阻力系数都不会等于零，因为空气是黏性的，流过翼型时必然产生阻力。2）在迎角较小时，随着迎角的增大，阻力系数基本不变；当迎角较大时，阻力系数随着迎角的增大而较快增加，这是由于黏性作用导致边界层分离而引起的。3）存在一个最小阻力系数。在迎角较小时，翼型的阻力主要是摩擦力，阻力系数随迎角变化不大；在迎角较大时，出现了黏性压差阻力的增量，阻力系数与迎角的二次方成正比；当迎角等于或大于临界迎角后，分离区扩及整个上翼面，阻力系数增大。

第二章确定翼型2.2.1翼型空气动力特性3.翼型的极曲线通常情况下，把翼型升力特性和阻力特性结合起来，构成表示翼型升力系数和阻力系数的关系曲线，称为极线，如图2-8所示。

第二章确定翼型2.2.1翼型空气动力特性4.翼型的气动中心5.翼型的压力中心翼型压力中心又叫压心，是翼型上下表面所受的气动分布力合力（按照力的合成的基本原则进行合成）的作用点，所有的分布力相对于这一点合力矩（假设抬头力矩为正，低头力矩为负）为零。压力中心随着迎角的变化在翼型中央弦线上前后移动，翼型的弯度越大，移动的距离越大。压力中心的位置与速度无关。对于对称机翼，即使迎角变化，压力中心在弦线25％附近不变化，压力中心P与焦点F重合。而对于非对称翼型来说两者是不重合。

第二章确定翼型2.2.2影响翼型空气动力的因素无人机的飞行高度、飞行速度、风速、空气温度和湿度状况、翼型的几何形状、表面粗糙度等参数都影响翼型空气动力，但其中最主要的影响因素有雷诺数、马赫数和失速。1.雷诺数Re雷诺数（ReynoldsNumber）是一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，以Re表示。