[发明专利]一种高空低速自然层流高升力翼型

说明书

技术领域

本发明属于无人机翼型设计技术领域，具体涉及一种高空低速自然层流高升力翼型。

背景技术

高空长航时无人机，是指飞行高度在18000米以上、连续飞行时间超过一天的无人机。高空长航时无人机在空气动力学设计上具有较多区别于其他类无人机的地方，包括：(1)高空长航时无人机要求具有较高的升阻比，以维持较长的巡航飞行时间，顺利执行通信、高空监测等任务。因此，该类无人机一般采用大展弦比、小后掠或直机翼；使用厚翼型，保证机翼提供充足的空间装载更多燃油。(2)高空飞行的一个最基本的空气动力学问题是空气非常稀薄，而雷诺数与大气密度成正比，随着飞行高度的增加，机翼的雷诺数急剧减小。低雷诺数时普通翼型表面的层流附面层很容易分离，导致翼型升力系数降低、阻力系数增加，极大地降低了翼型升阻比。因此，该类无人机一般采用层流翼型设计技术，来改善飞机的升阻特性，使其在较高的设计升力系数下，具有高的升阻比，提高飞机的巡航性能。(3)另外，根据无人机的使用特点，层流翼型需要在高升力状态下稳定工作，当转捩提前时，应使气动性能损失尽可能得小；同时在层流翼型设计时，还应兼顾其力矩特性，尽可能地降低全机的配平阻力。

虽然层流技术的探讨和研究有着悠久的历史，但在工程实际中的应用却很少，主要原因在于：常见的层流翼型设计中，为了保证翼型具有较大的层流范围，需要保证翼型的压力分布具有一定的顺压梯度或弱的逆压梯度，但这会导致翼型尾部的压力恢复具有较大的逆压梯度，容易引起后缘分离，而且随着迎角和马赫数的增加，后缘分离迅速前移，使得翼型的气动性能迅速下降。

国内关于层流翼型设计的研究较少。西北工业大学设计并申请了以下两项专利申请：专利号为CN201510106270.5、名称为一种低阻高阻力发散马赫数的高升力层流翼型的专利申请，以及，专利号为CN200810017364.5、名称为一种后缘分离涡高升力高速层流翼型的专利申请。但是，上述两项专利申请主要针对马赫数0.6左右的高速流动设计，并非针对高空低速、低雷诺数条件设计，也就是说，上述两项专利申请所公开的翼型，并不适合于高空长航时无人机。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种高空低速自然层流高升力翼型，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种高空低速自然层流高升力翼型，翼型的最大厚度为14％C，最大厚度位置为36％C，后缘厚度为0.425％C，最大弯度为5.1％C，最大弯度位置为47％C，其中，C为翼型弦长。

该翼型上表面和下表面的几何坐标表达式分别为：