翼型

[外文]：airfoil profile

飞机机翼、尾翼， 翼面，直升机旋翼叶片和螺旋桨叶片上平行于飞行器对称面或垂直于前缘（或 1/4弦长点连线）的剖面形状，也称翼剖面或叶剖面。翼面的空气动力特性研究，常从翼型特性研究开始，然后再加上机翼平面形状的影响。大展弦比无后掠翼面（直机翼）翼型的气动特性对整个翼面尤其有决定性的影响。因此，翼型气动特性的分析研究和翼型形状的设计研究具有重要的意义。翼型的空气动力特性是指翼展为无限长的等剖面直机翼的空气动力特性。由于绕这种机翼的流动沿翼展没有速度分量，流动参数只在与展向垂直的平面内变化，属于二维平面流场，因而又称为二维机翼。翼型的几何形状，即几何特性，决定了它的空气动力特性。

翼型中线或中弧线是连结前后缘的一条曲线，沿垂直于这一曲线法线方向的上下表面到中线的距离yc应该相等(见图)。上下表面的较大距离称为翼型的较大厚度，简称厚度。连结翼型前后缘的直线称为翼弦。翼弦的长度称为弦长。如果中线是直线，则翼型是上下对称的，这时中线与翼弦重合；如果中线不是直线，则翼型是不对称的，称为有弯度的翼型(yf不等于常数)。中线到翼弦的较大距离称为翼型的较大弯度，简称弯度。弯度f、较大弯度位置xf、厚度C和较大厚度位置xc通常用弦长b的百分数表示成相对量(弙＝f/b，塣f＝xf/b，叿＝C/b，塣c＝xc/b)。

随着航空科学的发展，世界各主要航空发达的国家建立了各种翼型系列。美国有NACA系列，德国有DVL系列，英国有RAE系列，苏联有ЦΑΓИ系列等。这些翼型的资料包括几何特性和气动特性，可供气动设计人员选取合适的翼型。

在现有的翼型资料中，NACA翼型系列的资料比较丰富，飞行器上采用这一系列的翼型也比较多。NACA翼型系列主要包括下列一些翼型族：

（1）4位数翼型族:这是最早建立的一个低速翼型族。例如，NACA2415翼型，这4位数字的意义是:弙＝2％，塣f＝40％，叿＝15％。这一族翼型的中线由前后两段抛物线组成，厚度分布函数由经验的解析公式确定。

（2）5位数翼型族：这是在4位数翼型族的基础上发展的。这一族翼型的中线有两种类型，一类是简单中线，它的前段为三次曲线，后段为直线；另一类是S形中线，前后两段都是三次曲线，后段上翘的形状能使零升力矩系数为零。这族翼型的厚度分布与4位数翼型族的相同。

（3）6族翼型：适用于较高速度的一些翼型族，得到广泛应用。这种翼型又称层流翼型，它的前缘半径较小，较大厚度位置靠后，能使翼型表面上尽可能保持层流流动，以便减小摩擦阻力。

（4）1族、7族、8族等翼型族，还有各种修改翼型。

随着飞行器速度的不断提高，流过翼面的流速有可能超过当地音速，这时流动中会出现激波，还可能引起流动分离，这都使阻力增大。因此，过去都致力于研究避免翼面流动超过音速的翼型。但到了60年代，英国的H.H.皮尔赛和美国的R.T.惠特科姆发现有可能找到不产生激波或产生较弱激波的跨音速翼型。他们和荷兰的G.Y.纽兰德分别设计了“尖峰翼型”、“超临界翼型”、“拟椭圆翼型”等跨音速翼型。超临界翼型的特点是头部比较 ，上表面中部比较平坦。因此压强分布也比较平坦，没有显著的高峰，并能比较和缓地减速到亚音速（或仅出现较弱激波）。有时，为了提高升力，使翼型下表面的后部向内凹，使这里的压强增高，上下翼面的压差（载荷）增大，这种翼型称为有后加载的翼型。类似地，还有所谓有前加载的翼型。

以超音速飞行的飞行器，为了减小波阻常采用尖前缘的对称翼型。常见的翼型有菱形、六面形和由上下两圆弧组成的双凸翼型。由于飞机要在低速到高速的整个范围内使用，翼型的选用必须兼顾高、低速特性，而且采用后掠可使超音速飞机的机翼保持亚音速前缘，所以大多数超音速飞机仍采用小钝头的亚音速翼型。而超音速 主要用作超音速飞行，因此弹翼多采用超音速翼型。

参考书目

J.H.Abbott and A.E.von Doenhoff，Theory of Wing Section， Including a Summary of Airfoil Data，Dover Publ.，New York，1959.