[發明專利]一種適用于通用飛行器偏重巡航特性的層流翼型

有效

• 申請號: 201611221467.4
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106864726B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 張煜;白俊強;何小龍;楊一雄;李立
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B64C3/14
• 分類號: B64C3/14
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明以國際公開的翼型NLF0416翼型為基礎，采用計算機流體力學方法和翼型參數化方法，設計狀態兼顧巡航點、爬升點和失速點，提出一種最大相對厚度為0.17，側重巡航特性的層流翼型TFNLF3，翼型前緣半徑2.14％C，最大厚度為17.22％C，最大厚度位置40.42％C，最大彎度1.35％C，最大彎度位置82.19％C，后緣厚度0.42％C，其中C為翼型弦長。該翼型在失速和爬升性能保持或小幅優于NLF0416情況下，巡航性能得到比較好的改善，巡航升阻比得到一定提升，巡航力矩絕對值減小，巡航配平阻力得到減小；在巡航狀態為層流主控的情況下，上翼面層流區長度達到45％，下翼面層流區長度達到65％。

技術領域

本發明涉及航空飛行器氣動外形設計中的翼型設計領域，具體為一種適用于通用飛行器偏重巡航特性的層流翼型。

背景技術

通用飛機是指除了客、貨運輸的定期航線飛行以外的所有其它民用飛機，其應用領域包括工業、農業、林業、科研、旅游、體育、城市管理和救護、訓練及公務飛行等。參照發達國家的經驗，通用航空作為民用航空工業的重要組成部分，對于推動國家的經濟發展和城市交通有很大的作用。隨著我國國力增強和人民收入的提高，繼汽車的普及之后，即將進入通用航空器的高速發展時期。為了避免本國龐大的通用飛機市場被國外通用飛機制造商搶占，就需要在結合我國國情的前提下提升我國通用飛機的技術性能。

中國通用航空已經走過了幾十年的發展歷程，取得了一定的成就，研制了包括農5、小鷹500、AC500等系列的固定翼通用飛機。但是與航空發達國家相比，我國通用飛機的規模較小，通用飛機工業相對落后。

翼型是飛機機翼設計的基礎，翼型設計成功與否從根本上決定這飛機設計的成敗。翼型設計的關鍵在于壓力分布形式的配置，而這些又與飛機平臺的設計理念相關。常用的適合低速通用飛機的翼型有NACA230系列、NACA24系列和NACA44系列，用于通用飛機的先進翼型有GA(W)-1和GA(W)-2，其中GA(W)-1翼型被廣泛應用于現役飛機中。

我國至今為止沒有系統的對通用飛機的高性能層流翼型進行過研究，從現有的資料和文獻來看，都屬于試探性研究且不系統，要設計出具有較強競爭力的通用飛行器以搶占國內外市場，還有較長的路要走。

為了進一步提高通航飛機的運輸經濟性和更強的市場競爭力，提升通航飛機在巡航、爬升及失速各個工作狀態下的氣動性能顯得很有必要。

當飛機布局確定后，壓差阻力基本確定，因此減少摩阻成為飛機氣動設計下一步主要的攻堅對象。層流設計是飛機減阻的一個重要途徑，目前通用飛機設計時基本按全層流設計的，因此擴大層流區，甚至實現全層流流動是減阻的一個重要方向和途徑，對飛機性能的改進是十分明顯的。

國內關于層流翼型設計的研究較少。西北工業大學設計并申請了以下兩項專利：專利公布號為CN104691739A、名稱為一種低阻高阻力發散馬赫數的高升力層流翼型的專利，以及，專利公布號為CN101492090、名稱為一種后緣分離渦高升力高速層流翼型的專利。但是，上述兩項專利申請主要針對馬赫數0.6左右的高速流動設計，并非針對高空低速多工況條件設計。同時，西北工業大學設計并申請的專利：專利公布號為CN105752314A、名稱為一種高空低速自然層流高升力翼型的專利。但仍只是低速的定升力單工況設計，對多工況性能并沒有研究。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明以國際公開的翼型NLF0416翼型為基礎，采用計算機流體力學方法和翼型參數化方法，設計狀態兼顧巡航點、爬升點和失速點，提出一種最大相對厚度為0.17，適用于通用飛行器側重于巡航特性的，高升力、高升阻比、失速緩和的層流翼型。

本發明的技術方案為：