超音速翼型和机翼的气动特性演示文稿.pptVIP

超音速薄翼型线化理论 故上半平面流场小扰动速度位是： 对超声速翼型绕流的上半平面流场，由于扰动不能向上游传播，因此 30页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 故上半平面流场小扰动速度位是： 在上半平面，沿 x 和 y 向的扰动速度分量为： 31页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 在上半平面，沿 x 和 y 向的扰动速度分量为： 可见扰动速度 u、v 沿马赫线 均是常数。说明在线化理论中翼型上的波系不会衰变的，如上图所示。 32页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 在上半平面，沿 x 和 y 向的扰动速度分量为： 函数 可由翼型绕流的边界条件确定。 33页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 函数 可由翼型绕流的边界条件确定。 如对于二维波纹壁面的超声速绕流，设波纹壁面的曲线为 其中，l为波长，d为波幅，d/l<<1。 由壁面边界条件可知，y=0，有 法向速度边界条件 34页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 故 得 35页，共63页，星期二。 在流场任意点处，扰动速度为 小扰动压强系数为 超音速薄翼型线化理论 36页，共63页，星期二。 在流场任意点处，扰动速度为 流线方程为 超音速薄翼型线化理论 37页，共63页，星期二。 压强系数为 超音速薄翼型线化理论 在线化理论假设下，对于超声速气流绕过波纹壁面的扰动速度和流线的幅值均不随离开壁面的距离而减小。 在壁面处（y=0）的压强分布为 38页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 设翼型上表面的斜率为 ，根 据翼型绕流的线化边界条件， 代入y向速度公式，得 39页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 而 故 40页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 代入线化压强系数公式可得： 41页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 对下半平面的流动，同理可得扰动速度位为： 同理可推得下半平面的压强系数为： 0+ 和0- 是 y=0 平面的上下表面，分别近似代表翼型的上下表面。 42页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 ? V’=V+dV L V μ Vt Vt’ o 上述结果也可利用弱斜激波或马赫波“前后切向速度不变”得到的速度与转折角关系以及近似等熵条件来推导： 43页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 ? V’=V+dV L V μ Vt Vt’ o Ma是来流马赫数，?代表壁面的小压缩角，当?为膨胀角时上式取+号即可。 将上式展开，设?不大，取一级小量近似： 44页，共63页，星期二。 超音速薄翼型线化理论 ? V’=V+dV L V μ Vt Vt’ o 折角不大时波前后近似等熵，因而波前后的速度与压强关系满足（欧拉方程加声速公式）： 将速度与折角关系代入得： 45页，共63页，星期二。 超音速翼型和机翼的气动特性演示文稿 1页，共63页，星期二。 第章超音速翼型和机翼的气动特性 2页，共63页，星期二。 7.1 超音速薄翼型的绕流 3页，共63页，星期二。 超音速薄翼型的绕流 超音速气流流过物体时，如果是钝头体，在物体表面将有离体激波产生。由于离体激波中有一段较大的正激波，使物体承受较大的激波阻力（波阻力）。 为了减小波阻力，超音速翼型前缘最后做成尖的如菱形、四边形和双弧形等尖前缘。 4页，共63页，星期二。 超音速薄翼型的绕流 但是，超音速飞机总要经历起飞和着陆的阶段，尖头翼型在低速绕流时，在较小的迎角时气流就有可能在前缘分离，使翼型的气动特性变坏。 因此，为了兼顾超音速飞机高速飞行的低速特性，目前，低超音速飞机的翼型，其形状都为小圆头对称薄翼型。 5页，共63页，星期二。 超音速薄翼型的绕流 下面以双弧形为例，说明翼型超音速绕流的流动特点。 实线表示激波，虚线表示膨胀波 (a) 小迎角 ?<? (b) 中迎角 ?>? 6页，共63页，星期二。 如果迎角小于薄翼型前缘半顶角，则气流流过翼型时，在前缘处相当于绕凹角流动，因此，前缘上下表面将产生两道附体的斜激波。 超音速薄翼型的绕流 7页，共63页，星期二。 超音速薄翼型的绕流 当有迎角时，由于上下翼面气流相对于来流的偏转角不同，因此，上下翼面的激波强度和倾角也不同。 8页，共63页，星期二。 超音速薄翼型的绕流 靠近翼面的气流，通过激波后，将偏转到与前缘处的切线方向一致，随后，气流沿翼型表面的流动相当于绕凸曲线的流动，通过一系列膨胀波。 9页，共63页，星期二。 超音速薄翼