适用于中低速无人机的通用层流翼型

本申请涉及航空飞行器翼型设计，特别是涉及一种适用于中低速无人机的通用层流翼型。

背景技术：

1、随着重量的上升无人机的雷诺数也会增加，一般而言雷诺数的大幅增加会使机翼的转捩位置前移进而使整机摩擦阻力增大。据统计在亚声速飞行器巡航状态下，摩擦阻力约占整机阻力的35％，因此转捩位置前移会极大影响整机气动效率，这对于最求长航程与航时的无人机来说尤其是不可接受的。

2、为了通过推迟转捩位置降低摩擦阻力，nasa首先提出了层流翼型的概念，开发出了naca6位数翼型，它的设计使用了改进的理论方法，厚度分布由所要求的阻力系数、临界马赫数和最大升力系数决定，时至今日其改进型naca6a翼型仍在广泛使用。上世纪七十年代开始，nasa开始自然层流系列翼型研发，自然层流技术是一种被动流动控制手段，主要思想是通过控制边界层特征，保持有利于转捩推迟的压力分布，自然层流翼型可以有效降低相同雷诺数下翼型摩擦阻力提升气动效率，是目前航空领域的研究热点方向之一。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种适用于中低速无人机的通用层流翼型。

2、一种适用于中低速无人机的通用层流翼型，翼型的前缘半径1％c，翼型的最大厚度18.45％c，最大厚度位置40.34％c，翼型的最大弯度2.95％c，最大弯度位置57.46％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分别为通用层流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、上述适用于中低速无人机的通用层流翼型，翼型的前缘半径1％c，翼型的最大厚度18.45％c，最大厚度位置40.34％c，翼型的最大弯度2.95％c，最大弯度位置57.46％c；其中c为弦长。该翼型设计雷诺数为2×106，但在1×105～3×106雷诺数都有较好的气动性能。该翼型在升力系数0.3～1.2时阻力系数优于nlf-0215翼型，在设计升力系数为1.0附近层流区域范围超过60％。

技术特征：

1.一种适用于中低速无人机的通用层流翼型，其特征在于，翼型的前缘半径1％c，翼型的最大厚度18.45％c，最大厚度位置40.34％c，翼型的最大弯度2.95％c，最大弯度位置57.46％c；其中c为弦长；

2.根据权利要求1所述的适用于中低速无人机的通用层流翼型，其特征在于，在雷诺数采用8.0×105时，采用8阶cst参数化方法、nsga-ⅱ进化优化算法对翼型进行优化，得到低速无人机的通用层流翼型。

3.根据权利要求2所述的适用于中低速无人机的通用层流翼型，其特征在于，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，用于描述翼型上表面的参数的取值范围为：u1的范围为：0.173*(1±20％)，u2的范围为：0.375*(1±20％)，u3的范围为：0.079*(1±20％)，u4的范围为：0.638*(1±20％)，u5的范围为：-0.095*(1±20％)，u6的范围为：0.849*(1±20％)，u7的范围为：-0.024*(1±20％)，u8的范围为：0.324*(1±20％)，u9的范围为：0.270*(1±20％)；

4.根据权利要求2所述的适用于中低速无人机的通用层流翼型，其特征在于，用于描述翼型上表面的9个参数的值分别为：0.173、0.375、0.079、0.638-0.095、0.849、-0.024、0.324、0.270；用于描述翼型下表面的9个参数的初始值分别为：-0.156、-0.041、-0.514、0.407、-0.761、0.165、-0.279、0.147、0.265。

5.根据权利要求1所述的适用于中低速无人机的通用层流翼型，其特征在于，从机身后缘开始逆时针坐标取值，当翼型弦长为1时，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：(1,0.00199)、(0.996722,0.002989)、(0.991151,0.004667)、(0.98506,0.006476)、(0.978518,0.008382)、(0.971627,0.010342)、(0.964426,0.012334)、(0.956915,0.014349)、(0.949053,0.01639)、(0.940842,0.018452)、(0.932271,0.020535)、(0.923369,0.022633)、(0.914197,0.024739)、(0.904796,0.026854)、(0.895234,0.028975)、(0.885533,0.031113)、(0.875741,0.033273)、(0.865879,0.035466)、(0.855958,0.037702)、(0.846006,0.039986)、(0.836014,0.042331)、(0.825993,0.04474)、(0.815931,0.04722)、(0.805869,0.049763)、(0.795788,0.052373)、(0.785706,0.055042)、(0.775615,0.057767)、(0.765503,0.060544)、(0.755401,0.063357)、(0.7453,0.066197)、(0.735208,0.069053)、(0.725116,0.071915)、(0.715025,0.074772)、(0.704933,0.077612)、(0.694852,0.080421)、(0.68476,0.083192)、(0.674678,0.08591)、(0.664617,0.088561)、(0.654565,0.091138)、(0.644524,0.093634)、(0.634512,0.096035)、(0.624511,0.09834)、(0.614529,0.10054)、(0.604567,0.102633)、(0.594646,0.104609)、(0.584744,0.106471)、(0.574873,0.108216)、(0.565051,0.109839)、(0.55527,0.111343)、(0.545548,0.112726)、(0.535887,0.113991)、(0.526275,0.115141)、(0.516714,0.116179)、(0.507202,0.117108)、(0.497721,0.117932)、(0.48828,0.118655)、(0.478848,0.119279)、(0.469437,0.119807)、(0.460025,0.120243)、(0.450614,0.120586)、(0.441182,0.120841)、(0.431731,0.121007)、(0.42227,0.121085)、(0.412788,0.121076)、(0.403307,0.120981)、(0.393825,0.120801)、(0.384324,0.120536)、(0.374823,0.120186)、(0.365301,0.119752)、(0.35577,0.119234)、(0.346238,0.118632)、(0.336697,0.117947)、(0.327156,0.117178)、(0.317614,0.116327)、(0.308083,0.115393)、(0.298552,0.114377)、(0.28903,0.11328)、(0.279519,0.112103)、(0.270037,0.110847)、(0.260576,0.109514)、(0.251135,0.108102)、(0.241723,0.106613)、(0.232342,0.105048)、(0.223001,0.103408)、(0.213689,0.101689)、(0.204428,0.099896)、(0.195227,0.098026)、(0.186096,0.096081)、(0.177024,0.094055)、(0.168023,0.091945)、(0.159102,0.089748)、(0.15027,0.087461)、(0.141529,0.085075)、(0.132908,0.082593)、(0.124407,0.080005)、(0.116046,0.077308)、(0.107865,0.074509)、(0.099854,0.071598)、(0.092062,0.068587)、(0.084521,0.065486)、(0.077251,0.062305)、(0.07029,0.059066)、(0.063669,0.055794)、(0.057428,0.052523)、(0.051597,0.049288)、(0.046206,0.04613)、(0.041246,0.043069)、(0.036725,0.040138)、(0.032614,0.037344)、(0.028904,0.034704)、(0.025573,0.032227)、(0.022573,0.029897)、(0.019873,0.027707)、(0.017452,0.025658)、(0.015272,0.023729)、(0.013322,0.021923)、(0.011572,0.020223)、(0.009991,0.01861)、(0.008581,0.017091)、(0.007311,0.015642)、(0.006171,0.014257)、(0.005151,0.012931)、(0.004241,0.011654)、(0.00342,0.010402)、(0.0027,0.009191)、(0.00206,0.007988)、(0.00151,0.006808)、(0.00104,0.005629)、(0.00065,0.004435)、(0.00035,0.003246)、(0.00015,0.002121)、(0.00003,0.000948)、(0,0)；

技术总结本申请涉及一种适用于中低速无人机的通用层流翼型，翼型的前缘半径1％C，翼型的最大厚度18.45％C，最大厚度位置40.34％C，翼型的最大弯度2.95％C，最大弯度位置57.46％C；其中C为弦长。该翼型设计雷诺数为2×10<supgt;6</supgt;，但在1×10<supgt;5</supgt;～3×10<supgt;6</supgt;雷诺数都有较好的气动性能。该翼型在升力系数0.3～1.2时阻力系数优于NLF‑0215翼型，在设计升力系数为1.0附近层流区域范围超过60％。技术研发人员：郭正,余科,王顺顺,杨宇丹,王鹏,鲁亚飞,贾高伟,邓小龙,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