翼型的基本参数与典型低速翼型简介
翼型的基本参数与典型低速翼型简介
本文将介绍翼型的基本参数和典型低速翼型，主要针对速度≤463km/h的低速飞机。通过了解翼型的几何参数和典型翼型的特征，可以帮助读者更好地理解飞机的气动性能和设计原理。
翼型的基本参数
机翼无疑是飞机最重要的部件，不同形状的机翼为飞机赋予了不同的飞行能力和特点。翼型的选择和设计会直接影响机翼的性能和特点。不同的翼型具有不同的升力和阻力特征，可以适用于不同的飞行任务和操作需求。
在了解翼型之前我们需要知道几个概念：
1. 中弧线
翼型内切圆圆心的连线称为翼型的中弧线。
2. 前缘、后缘
翼型中弧线的最前点和最后点分别称为翼型的前缘和后缘。前缘点可以这样定：以后缘点为圆心，画一圆弧，该圆弧和翼型的相切点即是前缘点。
3. 弦线
弦线是测量迎角的基准线。
- 连接前缘、后缘的直线称为翼型的几何弦。
- 某些翼型的下表面大部分为直线，我们将该直线定为几何弦。
4. 弦长
用字母表示。
- 前缘至后缘的距离定为弦长。
- 针对某些翼型，前后缘在弦线上的投影之间的距离定为弦长。
5. 弯度
- 最大弯度：中弧线坐标的最大值称为最大弯度，简称弯度， 以表示。最大弯度与弦长之比称为相对弯度，并以表示，即。
- 最大弯度位置：最大弯度的所对应的坐标，称为最大弯度位置，以表示。最大弯度位置与弦长之比称为最大弯度的相对位置,以表示，即。
6. 厚度
- 最大厚度：垂直于弦线，上下表面的最大距离称为最大厚度，简称厚度，以表示。最大厚度与弦长之比称为最大相对厚度，以表示，即。
- 最大厚度位置：最大厚度的坐标称为最大厚度位置，以表示。最大厚度位置与弦长之比称为最大厚度的相对位置，以表示，。
7. 前缘半径
翼型的前缘是圆的，在绘制翼型前需要知道前缘半径。这个与前缘相切的圆，圆心在中弧线前缘点的切线上。翼型前缘曲率圆的半径称为前缘半径，以表示。前缘半径与弦长之比称为前缘相对半径，以表示，。
8. 后缘角
上下表面在后缘点切线的夹角称为后缘角，以τ表示。
翼型上的一切尺寸都是对弦长而言的相对值。表示相对值的一横往往省去，所以即使没有一横，其实还是相对值。
典型低速翼型简介
对于低速飞机，在选择翼型时，要求是：升阻比大，最大升力系数高，最小阻力系数低，低阻范围宽，失速过程缓和。它的外形特点是头部丰满，最大厚度靠前。典型的低速翼型有Clark Y，NACA 4位数字和5位数字翼型。
克拉克Y翼
克拉克Y翼（英文:Clark Y）为机翼横切面当中最典型的设计，其横切面为上弯下平，其最凸出处为弦长30%处。
克拉克Y翼广泛用于各种次音速飞机的机翼设计，螺旋桨的横切面也大多是此种设计，以至中学物理教科书也以克拉克Y翼去解释伯努利定律和如何产生升力。
NACA四位数字翼型
NACA（National Advisory Committee for Aeronautics美国国家航空咨询委员会）四位翼型家族是指一系列由NACA研发的气动翼型。每个翼型都由四位数字组成，代表了其设计特征。与早期的其他翼型相比，NACA四位数字翼型有较高的最大升力系数和较低的阻力系数。
以NACA2415为例：
- NACA2415第1个数字2表示相对弯度的百倍数值，即相对弯度是2％。
- NACA2415第2个数字4表示最大弯度相对位置的10倍数值。即，在40%弦长处弯度达最大值（对称翼型用0表示） 。
- NACA2415第3和第4个数字15表示翼型的相对厚度的百倍数值，最大厚度位于15％弦长处。
所以NACA2415可以表述为：最大弯度为弦长的2%，位于距前缘0.4弦长处，而其最大厚度为弦长的15%。四位数翼型默认最大厚度位于距前缘0.3弦长处。
又如，NACA 0015翼型是对称翼型：00表示其没有弯度，15则表示该翼型的最大厚度为弦长的15%。
NACA五位数字翼型
NACA继四位数字翼型后又提出的一个低速翼型系列。该翼型系列的厚度分布与四位数字系列相同，但中弧线参数有更大的选择，可使最大弯度位置靠前而提高最大升力系数，降低最小阻力系数，但失速性能欠佳。
以NACA65019为例：
- NACA65019第1个数字乘以0.15表示理想攻角下的设计最佳升力系数。
- NACA65019第2个数字乘以5表示最大弯度距前缘的距离占弦长的百分比。
- NACA65019第3个数字表示后段中弧线的类型，“0”表示直线，“1”表示反弯度曲线。
- NACA65019第4和第5个数字19表示相对厚度的百倍数值。
所以NACA65019可以表述为：翼型的设计升力系数为0.9（0.156）、最大弯距位于25%弦长处（55），其后段中弧线的类型为直线，而最大厚度为弦长的19%。