飞机空气动力学课件：后掠翼飞机的空气动力特性.pptxVIP

后掠翼飞机的空气动力特性《飞机空气动力学》

目录14.4后掠翼在亚声速区域对空气动力特性的影响14.6后掠翼在超声速前后缘与亚声速前后缘14.5后掠翼在跨声速区域的空气动力特性14.3后掠翼的翼根效应和翼尖效应影响14.7采用后掠翼机翼可能带来的问题14.2后掠角延迟临界马赫数的原理14.8后掠翼飞机延缓翼尖失速的措施14.10空气动力加热与越过热障14.11地面效应14.1后掠角的定义14.9突破声障

14.1后掠角的定义

14.1后掠翼飞机的空气动力特性所谓后掠角是指机翼前缘1/4弦长位置的连线和翼根弦长垂直线的夹角，用符号θ表示，如图14-1所示。后掠角的大小表示机翼后掠的程度，后掠角越大，飞机的后掠效应越显著。和平直翼飞机相比，后掠翼飞机因为机翼斜置，飞行时产生的相对气流并不与机翼垂直。高亚声速飞机多选用后掠翼以扩大飞行马赫数范围，但是低亚声速飞机一般不采用后掠翼，因为没有必要通过后掠翼来解决飞机的气动力问题，即使使用也主要是利用其来调配重心和焦点的相对位置，以确保飞机的纵向稳定。图14-1后掠角定义

14.2后掠角延迟临界马赫数的原理

14.2后掠翼延迟临界马赫数的原理如图14-2所示，对于平直翼，来流速度方向与机翼前缘垂直，垂直于机翼的气流速度Vn就是来流的速度V。对于后掠翼，V不与机翼前缘垂直，它被分解成两个分量，一个是垂直于机翼前缘的法向速度分量Vn，另一个则是平行于机翼前缘的切向速度分量Vt，其中Vn=Vcos9，Vt=Vsin9空气动力特性主要取决于Vn，而Vn总是小于V，所以后掠翼飞机的飞行速度增大到平直翼飞机的临界速度时，后掠翼上表面还不会产生局部激波。与平直翼相比，后掠翼在更高的飞行速度下才会出现激波，从而推迟了激波的产生，即使产生了激波，也能减弱激波的强度，减小飞行的阻力。图14-2后掠角延迟临界马赫数原理

14.2后掠翼延迟临界马赫数的原理1．后掠翼可以延迟临界马赫数相对于平直翼，后掠翼可以在较高的飞行速度下，局部气流达到声速，也就是说后掠翼可以延迟临界马赫数，扩大飞行马赫数的使用范围。2．临界马赫数会随着后掠角的增大而增大目前高速飞机很多都是后掠翼，其后掠角为30o~60o。根据Vn=Vcos9，从关系式中可以看出9越大，Vn就越小，只有在更高的飞行速度下后掠翼上表面才可能达到局部声速，也就是说飞机的后掠角越大，临界马赫数就越大。由此可知，临界马赫数随着后掠角的增大而增大，后掠角越大，提升(延迟)临界马赫数的效果就越明显。

14.3后掠翼的翼根效应和翼尖效应影响

14.3后掠角的翼根效应和翼尖效应影响气流沿着机翼前缘向后的流动过程中，平行于机翼前缘的切向速度分量Vt不会发生改变，而垂直于机翼前缘的法向速度分量Vn出现先减速、后加速、再减速的变化，这样导致气流合速度的方向发生左右偏斜，如图14-3所示。流经后掠翼上表面的流线呈S形弯曲，出现了所谓的翼根效应和翼尖效应图14-3后掠翼气流流动

14.3后掠角的翼根效应和翼尖效应影响1．翼根效应的定义低速的条件下，后掠翼翼根部分的上表面前段的流管略为扩张变粗，造成流速略为减慢，压力略为升高。而在后段，流管略为收缩变细，造成流速略为加快，压力略为减小。与此同时，因为流管最细的位置后移，使最低压力点的位置向后移动，这种现象称为翼根效应(Wingrooteffect)。2．翼尖效应的定义低速的条件下，后掠翼翼尖部分的上表面前段的流管略为收缩变细，造成流速略为加快，压力略为降低，而在后段，流管略为扩张变粗，造成流速略为减慢，压力略为升高。与此同时，因为流管最细的位置前移，使最低压力点的位置向前移动，这种现象称为翼尖效应(Wingtipeffect)。3．造成的影响后掠翼的翼根效应与翼尖效应会造成机翼的升力系数分布不同、翼尖处先行产生局部失速以及局部激波等现象。

14.3后掠角的翼根效应和翼尖效应影响(1)机翼的升力系数分布不同后掠翼的翼根效应使得翼根部分的上表面负压力峰减弱，也就是机翼上表面负压力的平均值减小，升力系数也随之减小；而翼尖效应使翼根部分