[发明专利]一种应用于中程民机后掠机翼的自然层流超临界翼型

说明书

本发明提供一种应用于中程民机后掠机翼的自然层流超临界翼型，具有以下的压力系数分布形态：在上表面前缘区域，即弦向范围为0％C～5％C的区域出现鼓包，鼓包的高度对应的压力系数值为0.05，鼓包面积占整个压力系数分布面积的0.3％，用于抑制三维横流CF波不稳定性扰动的发展；在鼓包后到激波位置之间的区域内维持顺压梯度，用于抑制二维流向TS波不稳定性扰动的发展。优点为：可以同时抑制二维TS波扰动和三维横流CF波扰动的发展，避免翼型在配置到后掠机翼上时，边界层流动在前缘区域发生转捩，以使得后掠机翼表面仍然能维持较大范围的自然层流，从而减小全机阻力，提高巡航效率，减小燃油消耗和二氧化碳排放。

技术领域

本发明属于空气动力学技术领域，具体涉及一种应用于中程民机后掠机翼的自然层流超临界翼型。

背景技术

现今国际社会对新型客机和运输机(以下简称民机)在节能减排方面的指标要求越来越高。如何在现有设计的基础上，进一步减小民机阻力，提高巡航效率，进而减小燃油消耗和二氧化碳排放，显得越来越重要。目前，通过采用自然层流超临界翼型实现减阻设计，是非常有潜力实现此目标的关键技术之一。

传统自然层流超临界翼型的设计思想是：利用弱激波形成足够顺压梯度区域，通过顺压梯度抑制二维TS波扰动，实现跨声速马赫数下维持层流所需的、有一定顺压梯度压力系数分布形态、无激波或弱激波的超临界翼型要求的压力系数分布要求。

在航空领域中，传统的自然层流超临界翼型包括：西北工业大学乔志德教授设计的NPU-L72513翼型和NPU-S73613翼型，以及韩忠华教授设计的LSC72613翼型和LSC74612翼型等。

然而，上述4个自然层流超临界翼型具有以下问题：其并非针对三维后掠机翼的应用而设计，只通过顺压梯度抑制二维TS波扰动，没有采用抑制横流CF不稳定性扰动的措施，因此，在应用到后掠机翼上时，容易因为三维横流CF波不稳定性扰动在机翼前缘诱发转捩，机翼表面难以维持大范围自然层流。

因此，开发一种适合应用于三维后掠机翼的自然层流超临界翼型，具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种应用于中程民机后掠机翼的自然层流超临界翼型，用于解决传统自然层流超临界翼型在应用到后掠机翼上时，容易因为三维横流CF波不稳定性扰动在机翼前缘诱发转捩，机翼表面难以维持大范围自然层流的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种应用于中程民机后掠机翼的自然层流超临界翼型，该自然层流超临界翼型在设计状态下具有以下的压力系数分布形态：在上表面前缘区域，即弦向范围为0％C～5％C的区域出现一个鼓包，鼓包的高度对应的压力系数值为0.05，鼓包面积占整个压力系数分布面积的0.3％，用于抑制三维横流CF波不稳定性扰动的发展；

在鼓包后到激波位置之间的区域内，即弦向范围为5％C～55％C的区域维持顺压梯度，用于抑制二维流向TS波不稳定性扰动的发展；其中，C为翼型弦长。

优选的，自然层流超临界翼型的上表面数据点坐标见表1；自然层流超临界翼型的下表面数据点坐标见表2；

表1 翼型的上表面数据点

表2 翼型的下表面数据点