CN1080608A

CN1080608A - 一种提高翼型(叶型)升力的方法

Info

Publication number: CN1080608A
Application number: CN92105243A
Authority: CN
Inventors: 高歌
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 1992-07-03
Filing date: 1992-07-03
Publication date: 1994-01-12

Abstract

本发明提供的旋涡升力翼型(叶型)的特征是在不改变原有任何类型的翼型(叶型)的上表面形状的情况下，仅在下表面设置凹坑或蒙皮上挖洞，利用在坑或洞中产生旋涡，达到产生旋涡升力的目的。到目前为止尚无任何在翼型下表面挖坑，挖洞的改善升力性能的措施。

Description

本发明属运输类中航空，飞机，及机械类的流体机械。

现有流体叶轮机械的叶型剖面。螺旋桨及飞机机翼的剖面，不论是凹凸型，平实型还是双凸型。均根据伯努利原理产生升力。即上表面气流流速快，静压低，下表气流流速慢，静压高，上下二面的压力差就是升力。现有的翼型有二个不理想的方面，一是升力系数不够大;二是在攻角达到失速攻角（约12°～14°）后，翼型上表面后部发生大的附面层分离，失速导致升力突然降低。

自然界中的昆虫如蜻蜓，蜂，蚊蝇等，均利用翅扇动，产生旋涡升力，其升力系数可比人造翼型升力系数多十多倍。

为了改善现有类型的翼型升力人类已采用了多种技术措施，但主要是集中在翼型上表面控制气流分离的措施。如上表面开许多小孔，对附面层进行吸附或吹除，上表面最高点附近沿机翼翼展方向开沟槽在沟中形成涡流以影响附面层，达到推迟或削弱附面层分离之目的。或在上表面附加突出于表面的旋涡发生器，影响附面层结构，推迟分离。以上几种方法，或消耗吸，吹气能量，或增加翼型的阻力，而所增加的升力值与原有升力相比小一个量级（10%量级）。

在涡升力研究方面，三角翼飞机方面，自50年代以来，一直在研制利用边条翼产生的流向诱导涡，使之附着在三角翼上表面，使三角翼的失速攻角增大到40～50°左右，这种做法增加了阻力，也不属于涡升力翼型范围。因为三角翼的翼型并未改变。在涡升力翼型研究方面国外集中精力于非定常涡波共振等方面，在定常翼型方面无一成功先例。而非定常意味着机翼有控的颤动，或变攻角，或是扑翼，成功之日十分遥远。

本发明之目的是在定常流翼型中提供能产生涡升力的翼型或技术措旋，以提高机翼。叶轮机械的流体力学性能：高升力，高负载能力。

本发明提供的涡升力翼型的特征是在不改变原有任何类型的翼型（叶型）的上表面的形状，仅在下表面利用凹坑或蒙皮上挖洞，在坑或洞的凹陷中产生旋涡，达到产生旋涡升力的目的。到目前为止尚无任何在翼型下表面挖洞以改善升力性能技术，故本发明为独创性发明。

图1为本发明所述在翼型下表面挖坑示意图。

图2为本发明所述在翼型下表面挖洞示意图。

图3为本发明所述在翼型下表面挖洞时洞的边缘为卷边结构示意图。

图4为本发明所述在翼型下表面挖洞时洞的边缘为折边结构示意图。

图5为本发明实施例实验数据曲线图。

本发明的技术内容是：当叶片或机翼是实心结构或有较厚的下蒙皮时，可在下表面挖制出凹坑，凹坑的尺寸比弦长小，坑数可是一个，也可沿弦长均匀分布或不均匀分地设置多个，各个坑的形状和大小可以相同也可不相同。凹坑的形状可是圆形、半圆形、椭圆形、月牙形也可是多边形。坑的深度视结构强度许可而定。坑底的形状可是平的、光滑曲面的也可是具有台阶或凸起或局部洼陷的。当翼型下表面是蒙皮时可在下蒙皮上压成坑也可在下蒙皮上开洞。洞的大小应小于弦长，洞的个数沿弦长可是一个，可是均匀或不均匀几个。各个洞的尺寸可一样可不一样。洞的形状可是圆形、椭圆形、月牙形、半圆形或多边形。洞的边缘可是平滑的，可是向内卷边的或冲成一定角度的边缘。其卷边角应是1°～60°。边缘的形状在洞的周边可是相同的也可是不同的，在同一翼型下表面洞或坑可以是一样的也可以是不一样的。在一个翼型下表面上洞或坑的排列可以是棋盘方阵式、鱼鳞交错式，蜂窝式也可是不规则的星云式或以上各形式的复合式的，在一个翼上排列方式可用一种也用几种排列方式，可均匀也可不均匀。在一个翼型上可以是坑洞同时都有。

本发明所提供的技术中洞或坑的尺寸与翼弦长之比值是可用同样大小面积的圆孔的直径做为其他形状的坑或洞的当量直径，该当量直径与弦长之比值可为1～80%。在一个翼型下表面上所有坑和洞的总面积与翼型下表面总面积之比可以是1～80%。

本发明的实施例为NACAOO12改制的涡升力翼型。洞与坑的总面积为翼型下表面总面积的30%。经吹风实验所得升力系数曲线如图5所示。其中实线为本发明实施例吹风实验测得曲线，虚线为原NACAOO12的测得曲线，实验表明推力系将随洞或坑的具体形状、大小、多少、位置排列形式的不同而不同。

Claims

1、提高翼型(叶型)升力的方法一般是设计出能减小翼型上表面流附面层分离的翼型或在上表面上设置某些减小气流附面层分离的措施，本发明特征在于不改变现有翼型(叶型)上表面的形状，只在下表面设置产生涡流升力的凹坑或洞。

2、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法其特征是在翼型（叶型）上的下表面上可以是设置凹坑、可以是洞也可以是坑和洞都有。

3、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法其特征是在一个翼型（叶型）上，坑和洞的总面积可以是原翼型（叶型）下表面总面积的1～80%。

4、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法，其特征是洞或坑在翼型（叶型）下表面的分布可以是均匀的也可以是不均匀的。

5、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法，其特征是洞或坑的排列方式可以是棋盘方阵式，可以是鱼鳞交错式，可以是蜂窝式也可以是不规则星云状。

6、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法其特征是在翼型下表所设置的坑或洞大小是小于翼型弦长的，沿弦长布置可以是一个也可以是多个，坑或洞的形状可以是圆的、椭圆的、半圆的，月牙形的，也可是多边型的。

7、如权要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法，其特征是在下表面所设置洞的边缘可以是平滑的（无卷边），可以是卷边的也可以是冲成一定形状的或折边的。沿孔的周边的边缘形式可以是相同的也可以是不相同的卷边。

8、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法，其特征是折边的角度可以是1°～6°。

9、如权利要求1所述提高翼型（叶型）升力的方法，其特征是坑或洞的尺寸与翼型弦长之比可用与孔或洞同样大小面积的圆孔的直径做为当量直径，该当量直径与弦长之比可以是弦长的1～80%。