适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型

本申请涉及航空飞行器翼型设计，特别是涉及一种适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型。

背景技术：

1、对于处于较低雷诺数(雷诺数在3×105和1×106之间)阶段的无人机层流分离现象已经不明显，而流动转捩影响也不大，因此可选用的翼型范围较为广泛。通常来说追求长航时的无人机一般选用升力系数较大的大升力缓失速翼型。这时使用翼型的高升力系数段可以在较高的升力范围内取得较大的巡航因子，这尤其适合挂载较多废阻力较大的无人机，还可以提升无人机搭载能力与改进起降性能，但这类无人机的速度往往较慢。而对于构型干净不需要携带较大载荷且采用弹射、撞网的起降方式的无人机，可以采取0.5～1.0常见翼型升力区间以均衡飞机的速度与巡航效率，这类飞机一般选择低阻翼型，升阻比仍可以超过60以上。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型。

2、一种适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，翼型的前缘半径1％c，翼型的最大厚度13.50％c，最大厚度位置29.96％c，翼型的最大弯度6.14％c，最大弯度位置54.34％c；其中c为弦长。

3、翼型上表面和翼型下表面的几何坐标表达式为：

4、

5、

6、其中，yu与yl分别为高升力较低雷诺数单段翼型上表面和下表面纵坐标，类函数c(x)为：c(x)＝xn1·(1-x)n2，n1和n2为两个经验参数，aui和ali分别为翼型上表面和翼型下表面的待定系数，si(x)为bernstein多项式，x为弦长位置，yteu、yteu分别为初始基准翼型上表面和下表面纵坐标。

7、上述适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，翼型的前缘半径1％c，翼型的最大厚度13.50％c，最大厚度位置29.96％c，翼型的最大弯度6.14％c，最大弯度位置54.34％c；其中c为弦长。该翼型设计雷诺数为8×105，但在较低雷诺数作为大升力缓失速翼型，翼型的高升力系数段可以在较高的升力范围内取得较大的巡航因子；该翼型在升力系数1.2～1.4范围内具有较高的气动效率；该翼型在升力系数为1.0～1.7时的阻力系数，升阻比均优于fx63-137翼型；同时最大升力系数略有增加缓失速性能保持，低头力矩在升力系数为1.0～1.4范围内明显降低。

技术特征：

1.一种适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，其特征在于，翼型的前缘半径1％c，翼型的最大厚度13.50％c，最大厚度位置29.96％c，翼型的最大弯度6.14％c，最大弯度位置54.34％c；其中c为弦长；

2.根据权利要求1所述的适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，其特征在于，在雷诺数采用8.0×105时，根据预设优化目标采用sst-iddes计算方法、八阶cst参数优化方法对翼型进行优化，得到高升力较低雷诺数单段翼型；所述预设优化目标为：

3.根据权利要求1所述的适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，其特征在于，采用八阶cst参数优化方法，翼型上表面和翼型下表面分别用九个参数进行描述；u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7、u8、u9为用于描述翼型上表面的参数，d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8、d9为用于描述翼型下表面的参数；其中，u1的范围为：[0.18，0.34]，u2的范围为：[0.24，0.44]，u3的范围为：[0.08～0.14]，u4的范围为：[0.54～0.98]，u5的范围为：[-0.44，-0.24]，u6的范围为：[0.7，1.3]，u7的范围为：[0.38，0.68]，u8的范围为：[0.38，0.68]，u9的范围为：[0.27，0.47]；

4.根据权利要求3所述的适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，其特征在于，用于描述翼型上表面的9个参数的初始值分别为：0.26、0.34、0.11、0.76、-0.34、1.0、-0.19、0.53、0.37；用于描述翼型下表面的9个参数的初始值分别为：-0.11、-0.037、-0.11、0.020、-0.07、0.012、0.07、0.15、0.39。

5.根据权利要求1所述的适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，其特征在于，当翼型弦长为1时，从机翼后缘开始逆时针坐标取值，则翼型上表面所对应的坐标如下：x、y分别代表二维坐标系下翼型上表面和下表面离散点坐标值，其中翼型上表面x、y的取值如下：(0.997821,0.00383281)、(0.992343,0.00553214)、(0.986494,0.00735512)、(0.980255,0.00929361)、(0.973616,0.0113344)、(0.966566,0.0134629)、(0.959085,0.015667)、(0.951204,0.0179213)、(0.942902,0.0202173)、(0.93421,0.0225367)、(0.925167,0.0248646)、(0.915794,0.0271982)、(0.90614,0.0295334)、(0.896236,0.0318769)、(0.886142,0.0342327)、(0.875887,0.0366144)、(0.865513,0.0390338)、(0.855048,0.0415039)、(0.844524,0.0440346)、(0.833939,0.0466401)、(0.823334,0.0493201)、(0.81272,0.0520775)、(0.802115,0.054908)、(0.791511,0.0578112)、(0.780926,0.0607754)、(0.770352,0.0637936)、(0.759797,0.0668512)、(0.749263,0.0699341)、(0.738739,0.07303)、(0.728234,0.0761198)、(0.71776,0.0791838)、(0.707306,0.0822084)、(0.696862,0.0851804)、(0.686438,0.0880815)、(0.676034,0.0908972)、(0.66564,0.0936172)、(0.655267,0.096227)、(0.644903,0.0987192)、(0.634559,0.101083)、(0.624226,0.103314)、(0.613892,0.105409)、(0.603568,0.107362)、(0.593265,0.10917)、(0.582972,0.110835)、(0.572678,0.11236)、(0.562405,0.113743)、(0.552131,0.114992)、(0.541868,0.11611)、(0.531625,0.117101)、(0.521382,0.117973)、(0.511149,0.118731)、(0.500916,0.119384)、(0.490703,0.119936)、(0.48049,0.120395)、(0.470287,0.120766)、(0.460094,0.121057)、(0.449911,0.121271)、(0.439738,0.121413)、(0.429575,0.121489)、(0.419432,0.1215)、(0.4093,0.121449)、(0.399187,0.121338)、(0.389084,0.121168)、(0.379002,0.120939)、(0.368939,0.12065)、(0.358897,0.1203)、(0.348874,0.119887)、(0.338892,0.11941)、(0.32893,0.118866)、(0.318988,0.11825)、(0.309085,0.117563)、(0.299203,0.116799)、(0.289371,0.115957)、(0.279569,0.115034)、(0.269818,0.114028)、(0.260106,0.112936)、(0.250454,0.111759)、(0.240843,0.110492)、(0.231291,0.109136)、(0.2218,0.10769)、(0.212388,0.106156)、(0.203037,0.104528)、(0.193786,0.102814)、(0.184615,0.101007)、(0.175534,0.0991077)、(0.166554,0.0971157)、(0.157683,0.09503)、(0.148933,0.0928496)、(0.140313,0.0905727)、(0.131813,0.0881916)、(0.123473,0.0857118)、(0.115293,0.0831279)、(0.107314,0.0804476)、(0.0995449,0.0776701)、(0.0920362,0.0748115)、(0.0848278,0.0718886)、(0.0779498,0.0689188)、(0.0714322,0.0659244)、(0.0653151,0.0629375)、(0.0595985,0.059976)、(0.0542923,0.0570648)、(0.0493867,0.0542204)、(0.0448614,0.0514531)、(0.0406966,0.0487719)、(0.0368723,0.0461846)、(0.0333482,0.0436826)、(0.0301245,0.0412835)、(0.0271711,0.0389819)、(0.024468,0.0367774)、(0.0219851,0.0346587)、(0.0197126,0.0326295)、(0.0176301,0.0306831)、(0.015718,0.0288107)、(0.0139659,0.0270111)、(0.0123741,0.0252938)、(0.0109125,0.0236347)、(0.0095709,0.0220284)、(0.0083495,0.0204816)、(0.00723829,0.0189884)、(0.00621712,0.0175265)、(0.00529603,0.0161149)、(0.00445508,0.0147276)、(0.0037042,0.0133854)、(0.00302346,0.0120564)、(0.00242277,0.010763)、(0.00188212,0.0094625)、(0.00141161,0.00817655)、(0.00101115,0.00690683)、(0.000670734,0.00561585)、(0.000390453,0.00427868)、(0.000190223,0.00298335)、(0.0000600389,0.00167487)、(0,0)；

技术总结本申请涉及一种适用于低速无人机的高升力较低雷诺数单段翼型，翼型的前缘半径1％C，翼型的最大厚度13.50％C，最大厚度位置29.96％C，翼型的最大弯度6.14％C，最大弯度位置54.34％C；其中C为弦长。该翼型设计雷诺数为8×10<supgt;5</supgt;，但在较低雷诺数作为大升力缓失速翼型，翼型的高升力系数段可以在较高的升力范围内取得较大的巡航因子；该翼型在升力系数1.2～1.4范围内具有较高的气动效率；该翼型在升力系数为1.0～1.7时的阻力系数，升阻比均优于FX63‑137翼型；同时最大升力系数略有增加缓失速性能保持，低头力矩在升力系数为1.0～1.4范围内明显降低。技术研发人员：郭正,余科,王顺顺,杨宇丹,鲁亚飞,陈清阳,贾高伟,王玉杰,侯中喜受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18