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发帖数: 17544 | 1 超临界机翼 supercritical wing - 中国大型军用运输机Y20的翅膀
来源: ccvip_usa 于 2012-02-04 11:47:40 [档案] [博客] 旧帖] [转至博客] [给我
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采用特殊翼剖面（翼型）的机翼。它能提高机翼的临界马赫数，使机翼在高亚音速
时阻力急剧增大的现象推迟发生。它的翼型被称为超临界翼型，由美国R.T.惠特科姆于
1967年首先提出。 其形状特征是前缘较普通翼型钝圆，上表面平坦,下表面接近后缘
处有反凹(见图)，后缘薄,而且向下弯曲。气流绕过普通翼型前缘时速度增加较多(前缘
越尖，迎角越大，增加越多），在翼型上表面流速继续增加。翼型厚度越大，上表面越
向上隆起，速度增加也越多。飞行速度足够高时(相当马赫数0.85～0.9),翼型上表面的
局部流速可达到音速。这时的飞行马赫数称为临界马赫数。飞行速度再增加，上表面便
会出现强烈的激波，引起气流分离，使机翼阻力急剧增加。为了保持飞机飞行的经济性
，飞行马赫数不宜超过临界马赫数。想要提高飞行速度就要设法提高机翼临界马赫数。
减小机翼厚度或采用后掠机翼（见后掠翼飞机）可以提高临界马赫数，但是这样会增加
机翼重量。采用超临界机翼可提高临界马赫数，同时不必付出增加机翼重量的代价。超
临界翼型的前缘钝圆，气流绕流时速度增加较少，平坦的上表面又使局部流速变化不大
。这样，只有在飞行马赫数较高时，上表面局部气流才达到音速，即其临界马赫数较高
。在达到音速后，局部气流速度的增长较慢，形成的激波较弱，阻力增加也较缓慢。超
临界机翼还可用于减轻飞机结构重量。如果带后掠翼的高亚音速飞机改用超临界机翼，
在保持飞行速度不变的情况下，可以在机翼厚度不变时改用平直机翼，这样就可减轻机
翼重量，同时改善机翼的低速气动特性。如维持后掠角不变而采用厚机翼，同样可降低
机翼重量，还可增加机翼内的容积，用以放置燃油或其他设备。超临界机翼由于前缘钝
圆，低速和跨音速的升力特性比较好，有可能应用在超音速飞机上。
技术特点
大型飞机采用超临界机翼,并具有尺度大、飞行雷诺数高等特点,其研制中必须解决
好高升阻比机翼、翼身组合体设计,推进系统/机体一体化设计,抖振特性、静气动弹性
特性预测及超临界机翼流动控制等高速气动力问题。
设计思路
以Takanashi提出的三维机翼设计理论为基础 ,研究与发展了一个基于欧拉方程和
“正 反迭代、余量修正原理”的机翼设计方法。 用改进的无限插值方法生成绕机翼的
O O贴体网格 ,采用三维欧拉方程作为流动分析计算的基本方程 ,该设计方法已用于某
无人机机翼和一个超临界机翼设计 ,设计结果达到了预期的目标。 |
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