翼型的跨声速空气动力特性 (1)讲解

无人机应用技术专业教学资源库主讲教师：《无人机空气动力学》翼型的跨声速空气动力特性PART1翼型的跨声速空气动力特性PART1翼型的跨声速升力特性目录PART1翼型的跨声速阻力特性PART

1翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速空气动力特性超声速气流和激波是怎样出现的？

高速飞行中，在飞行速度尚未达到当时飞行高度上的声速，即飞行马赫数小于1的情况下，翼型表面的局部区域，有可能出现超声速气流并产生激波，这时，飞机进入跨声速飞行。翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速空气动力特性超声速气流和激波会引起怎样的影响？

超声速气流和激波是在翼型表面的局部区域出现的，故称为局部超声速区和局部激波。局部超声速区和局部激波的出现，会显著改变冀型表面的压力分布，使翼型的空气动力特性发生急剧变化。

当飞行速度增大到某一速度时，翼型表面最低压力点的气流速度首先达到该点的局部声速，该点叫等声速点。此时的飞行速度叫临界速度Vcr飞机以临界速度飞行时的飞行马赫数叫临界马赫数。临界马赫数=临界速度/飞机所在高度声速c，即翼型的跨声速空气动力特性临界马赫数Macr什么是临界马赫数？Macr=Vcr/c小于临界马赫数：翼型表面各点气流速度都低于声速，全流场为亚声速流，气流特性不发生质变；大于临界马赫数：翼型表面就会出现局部超声速区，并产生局部激波。在超声速区内，气流为超声速，其特性会发生质变。翼型的跨声速空气动力特性飞行赫马数的大小对声速有怎样的影响？

临界马赫数的大小，说明翼型上表面出现局部超声速气流时机的早晚，可以作为翼型空气动力特性即将发生显著变化标志。PART

2翼型的跨声速升力特性翼型的跨声速升力特性①升力系数从图中可以看出，在跨声速阶段，随飞行马赫数的增大，升力Cy系数曲线变化呈马鞍形的“两起两落＂，即升力系数先增大，随后减小，接着又增大，然后又较快地减小。翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速升力特性是怎样的？某一迎角下Cy随Macr的变化曲线翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速升力特性②压力中心在跨声速飞行阶段，随飞行马赫数增大，翼型压力中心先后移，接着前移，而后又后移。阶段飞行M数机翼压力中心1超过临界M数上表面出现局部超音速区和局部激波后段吸力增大，产生正的附加升力位置向后移2继续增大下表面出现局部超音速区和局部激波后段吸力增大，产生正的附加升力位置向前移3

继续增大上表面局部激波继续后移超音速区扩大，后半部吸力增大位置向后移翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速升力特性③cymax和αarcymax和αar按亚声速规律变化。小于Macr发生严重气流分离时，阻力系数急剧增大，升力系数迅猛下降，这种现象称为激波失速，cymax和αar，均继续降低。超过Macr翼型的跨声速升力特性小于临界马赫数：随马赫数的增加而增加；超过临界马赫数：随马赫数的增加，先增加，后减小，而后又增加。翼型的跨声速空气动力特性④升力系数曲线斜率升力系数曲线斜率随飞行马赫数的变化趋势比较复杂，有增有减，大体如图所示。PART

3翼型的跨声速阻力特性翼型的跨声速阻力特性翼型的跨声速阻力特性什么？翼型的跨声速空气动力特性

飞行马赫数超过临界马赫数以后，阻力急剧增加。这是因为翼型上下表面出现了局部激波。这种由千出现激波而产生的额外阻力，简称波阻。翼型的跨声速阻力特性翼型的跨声速空气动力特性超过临界马赫数：翼型表面出现局部超声速区和局部激波，局部超声速区内吸力增大，且吸力增加较多的地方位于翼型的中后段，故总的增加的吸力方向向后倾斜。由于增加的吸力向后倾斜，使翼型前后平行于飞行速度方向的压力差额外增加。这种由于增加的吸力向后倾斜所产生的阻力，是跨声速阶段激波阻力产生的主要原因。翼型的跨声速阻力特性翼型阻力系数随飞行马赫数的变化特征：在临界马赫数之前，阻力系数基本不随飞行马赫数变化；接近临界马赫数时，阻力系数才稍有增加。翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速阻力特性随着飞行马赫数进一步增大，冀型上表面的局部激波逐渐后移，超声速区不断扩大，附加吸力越往后越大，并且越向后倾斜；下表面也产生局部超声速区和局部激波，附加吸力也向后倾斜。这就使翼型前后压力差显著增加，导致阻力系数急剧增加。翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速阻力特性增到1附近时，阻力系数达到最大。当翼型出现前缘激波后，阻力系数随马赫数增大而减小。翼型的跨声速空气动力特性翼型的跨声速阻力特性翼型的跨声速空气动力特性迎角状况对波阻的影响：临界马赫数降低，翼型表面出现局部超声速区和局部激波。翼型上表面的吸力增大，向后倾斜，前后压力差增大，阻力系数增大。迎角