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飞机机翼及其几何参数

《飞机空气动力学》

目录

11.6机翼的设计原则与影响升力和阻力的因素

11.7机翼与机身的安装角度与位置

11.1机翼的几何外形与参数定义

11.5升力系数与阻力系数

11.2翼型系列的命名方式

11.4翼型表面的压力分布

11.3翼型迎角的概念

11.1机翼的几何外形与参数定义

11.1机翼的几何外形与参数定义

一般而言，机翼的几何外形可以分为机翼平面和翼型剖面的几何外形，

两者的几何外形依靠其几何形状和几何参数加以描述。

1．机翼平面的几何外形

(1)机翼平面形状的定义

这里以飞机的梯形翼为例对机翼平面形状的定义加以说明，所谓机翼

的平面形状是指从飞机的上方向下看去，机翼在地平面上的投影形状，如

图11-1所示。

航空界所指的机翼，依据其意义可以分成全机翼(Fullwing)与净机翼

(Netwing，又称外露机翼)。从飞机的上方向下看，包含机身的投影部分，

是通用的参考面积，往往指的是全机翼面积。净机翼是真实机翼占据的机

翼投影部分，也就是全机翼的投影形状扣除机身的投影部分，其机翼面积

是指气流真实流过而产生空气动力的面积，也就是真实机翼所占的面积

图11-1机翼平面形状定义

11.1机翼的几何外形与参数定义

(2)常见的几种机翼平面形状

早期飞机的机翼平面形状大多做成矩形，虽然其制造简单，但是飞行阻力较大。为了适应飞行速度的要求，后来又制造出了椭圆翼和梯形翼。随着航空科技与制造技术的进步，飞机的飞行速度逐渐接近或超过声速，相继出现了后掠翼与三角翼等

类型，各种常见的机翼平面形状如图11-2所示。

(a)矩形翼

(e)三角翼

(b)椭圆翼

(c)梯形翼

(d)后掠翼

图11-2几种常见的机翼平面形状

11.1机翼的几何外形与参数定义

(b)双三角翼

机翼的外形往往决定飞机的速度，矩形机、椭圆翼与梯形

翼为低、中亚声速飞机所使用的机翼，飞行速度最多不会超过0.75马赫(甚至更低)。现代民航大型客机则采用后掠机翼。

例如波音747，它的巡航速度大约是0.85马赫，为了提高飞机的临界飞行速度(临界马赫数)，使飞机在较高速度不受机翼所产生的局部激波的影响下飞行，其采用的就是后掠机翼。

如果要突破声障，飞机必须采用新的空气动力外形。其中多选

用三角翼以及细长流线型的细腰机身，以便飞机快速地通过跨

声速流区域，避免声障的影响。

20世纪50年代以来，陆续出现了由上述基本平面形状发展

或组合而成的复合机翼，如双三角翼、边条翼与变后掠翼等类型，如图11-3所示

(c)变后掠翼

图11-3双三角翼、边条翼与后掠翼外形

(a)双三角翼

11.1机翼的几何外形与参数定义

(3)描述机翼平面形状的主要参数

对于机翼平面形状的特性，一般用机翼面积(S)、翼展长度(b)、梯度比(入)、展弦比(AR)以及后掠角(θ)等参数描述。

这里仍然以梯形翼为例，描述机翼平面几何形状的各种参数，如图11-4所示。

图11-4梯形翼几何外形

11.1机翼的几何外形与参数定义

①机翼面积

当前缘襟翼、襟翼与副翼等装置全收时，机翼在水平面内的投影，称为机翼面积，用符号S表示。如果没有特别说明，机翼面积是包括机身占据的那一个部分面积，也就是指全机翼面积

②翼展长度

机翼左右翼尖之间的横向距离，叫作翼展长度(Spanlength)，又称展长，用符号b表示。

③弦长

机翼前缘至后缘的距离，称为弦长(Chordlength)，一般用符号C表示。如果机翼的形状不是

矩形，在机翼各处的弦长都不相同，机翼的弦长，是展向位置y的函数。此时，必须采取平均弦长 (Meanchordlength)的概念来描述机翼平面形状的特性，而平均弦长又可以分为几何平均弦长与平均空气动力弦长。

11.1机翼的几何外形与参数定义

a.几何平均弦长

机翼弦长在翼展上的长度平均值称为几何平均弦长(Geometricmeanchord

length)，用符号C表示。其计算式为C=b

式中，C为几何平均弦长，S为机翼面积，b为翼展长度。

b.平均空气动力弦长

与实际机翼面积相等，气动力矩特性相同的当量矩形机翼的弦长称为平均空气动

力弦长(Meana