[實用新型]一種民用客機的新型匙形融合式翼梢小翼

有效

• 申請號: 201220590766.6
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN202953169U
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 孔博;田云;劉沛清
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64C3/36
• 分類號: B64C3/36
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

技術領域

本發明屬于航空氣動技術領域，具體涉及一種為減小飛機飛行時誘導阻力而在機翼翼尖加裝的一種新型翼梢小翼。

背景技術

降低誘導阻力是現在比較常用的一種降低總阻力的方法。誘導阻力是飛機阻力的重要組成部分，對大型民用客機來說，在巡航時飛機的誘導阻力約占全機總阻力的30％左右，在較大迎角飛行時所占比例更大，因此，如果能夠減小飛機的誘導阻力，對節約油耗和降低飛機的運行成本具有很大的意義。

在機翼翼尖加裝翼梢小翼是減小飛機誘導阻力的一種重要手段。飛機在飛行中，由于機翼上下表面壓力差的作用，流過機翼上下表面的氣流不僅會在機翼的翼梢卷起一個逆時針方向旋轉的翼梢渦，而且會在機翼后緣匯合成一個向后順流方向拖出的旋渦面。這個旋渦面和翼梢渦在機翼后組成了飛機的尾渦，并在機翼附近產生一個向下的誘導速度（一般稱其為下洗流）。正是這種下洗流的作用，使流向機翼的氣流方向發生一個向下的改變，從而使作用在機翼上的氣動力的合力矢量后傾。合力矢量在垂直方向的分量就是升力，在水平方向的分量便稱作誘導阻力。翼梢小翼的主要作用是減小誘導阻力。在機翼端部裝上一個翼梢小翼后，小翼首先起到阻擋機翼下表面氣流向上表面的繞流的作用，即端板作用。其次，翼梢小翼能耗散翼梢渦，翼梢小翼在產生升力的同時也產生一股很強的尾渦，它與機翼翼梢渦相距很近，兩股渦在交界處的誘導速度方向正好相反，從而減弱機翼翼梢的下洗流場，使誘導阻力減小。

但是，加裝翼梢小翼也有許多弊端。由于翼梢小翼是裝在機翼的端部，對機翼根部產生一個較大的附加力矩，會使機翼的結構和重量付出較大代價，所以翼梢小翼的設計必須將取得的氣動效益和同時帶來的結構重量增加以及全機其他氣動性能一起綜合平衡考慮。

發明內容

本發明的目的是為民用客機提供一種合適的翼梢小翼方案。以擴散民用飛機飛行時產生的翼梢渦，減小誘導阻力從而減小全機阻力，改善其氣動特性，提高民機飛行經濟性；同時相對于傳統翼梢小翼，本發明提供的構型對翼根產生較小的附加彎矩，結構重量代價較小。

本發明提供的一種民用客機的新型匙形融合式翼梢小翼，在傳統融合式翼梢小翼基礎上，添加下傾特征，使之成為一個匙形結構；該翼梢小翼有四個翼型占位面控制，并形成小翼前后緣，分別記為A#、B#、C#、D#翼型，其中A#為小翼翼根翼型，B#為小翼下傾翼型，C#為小翼過渡翼型，D#為小翼翼尖翼型；B#下傾翼型控制該小翼的下傾角的大小。采用NACASC(2)0410翼型，所述翼梢小翼的展長為8%～12%的機翼半翼展，前緣后掠角為40°～50°，尖梢比為0.28～0.34，上傾角為17°～22°，下傾角為4°～7°，翼型安裝角為-2°～-4°。

本發明的有益效果有：

1）升力不顯著增加，相對傳統小翼，則對翼根有更小的彎矩，提高結構重量收益。

2）誘導阻力減阻效果顯著，從而改善氣動特性，提高飛行經濟性。

3）顯著提高飛機機翼升阻比。

附圖說明

圖1是翼梢小翼的俯視圖；

圖2是翼梢小翼的左視圖；

圖3是翼梢小翼的前視圖；

圖4A為實施例中B機翼的翼尖流線圖；

圖4B為實施例中W1機翼的翼尖流線圖；

圖4C為實施例中W2機翼的翼尖流線圖；

圖5A為實施例中B機翼的翼尖壓力云圖；

圖5B為實施例中W1機翼的翼尖壓力云圖；

圖5C為實施例中W2機翼的翼尖壓力云圖。

具體實施方式

下邊將結合附圖和實例對本發明做進一步的詳細說明。

如圖1為本發明提供的翼梢小翼的俯視圖。A、B、C、D為四個控制站位翼型，分別記為A#、B#、C#、D#翼型，其中A#為小翼翼根翼型，B#為小翼下傾翼型，C#為小翼過渡翼型，D#為小翼翼尖翼型。ADEH為小翼平面投影形狀，AD為展長，曲線ABCD為前緣線，曲線EFGH為后緣線，ED/AH為尖梢比，前緣后掠角α如圖1所示。

圖2為翼梢小翼的左視圖。如圖，CF與水平線CI的夾角為C#翼型的安裝角β，同樣的，A#、B#、D#翼型的安裝角也是相應的弦線和水平線的夾角。記翼型繞前緣線下偏為負角度，上偏為正角度。

圖3為翼梢小翼的前視圖。其中，A#翼型與B#翼型連線AB與水平線AL的夾角為下傾θ角，過A點的水平線AL與A#翼型和D#翼型的連線AD之間的夾角為上傾角Φ。