抛砖引玉，浅谈滑翔机翼型选择

youlan

     
    好像群里大家讨论的时候，关于选择翼型的问题难免还是有头大的时候，不少人想找一个万能的翼型，但是其实并不存在真正万能的翼型，很多爱好者拿了一个很优秀的翼型用在自己的滑翔机上，但是却没有实现很好的效果？这是为什呢？下文根据作者设计模型滑翔机的经验做一些简单的整理，希望能起到一些抛砖引玉的作用，让高手加入进来一起分享关于翼型的知识。（排版比较乱，还请海涵，文中出现的生僻名词，可能大部分都可以在网络上查到）

我会使用到Xflr5软件，其实profoli也可以，只要是Xfoli核心的都可以，只是我用Xflr5更顺手
我找了4个常见的翼型（可能还有更具代表性，我没找到）
MH32（曾经很多F3B用？），SD7032（好像深红在用？），S4083（很多领航的滑翔机在用？），克拉克Y（超级有名的通用翼型）

首先需要明确几个物理量
雷诺数：定义（作者懒，懒得搬运，请自行查维基百科）
升力系数：同上
阻力系数：（已经懒得连同上也不想写了）
弯度：
升阻比：
首先需要计算出一些简单的物理量（最好统一单位制）
直接举实例了，我打算制作一台2米翼展，矩形机翼，升力面积0.4平方米，无襟翼，起飞重量800G，飞行速度7米/秒的滑翔机，设定飞行任务为一般的巡航任务和大半径的热气流盘旋
先算雷诺数：公式Re=ρvd/μ，（空气密度/粘性系数）*气流速度*特征长度（这里的翼弦为0.2米）。
                     

                     用软件会比较方便，凑个整，我们取9.5W
然后算升力系数：Cl=（M质量*9.81）/（0.5*空气密度*V2速度的平方*翼面积S），这个算的其实是整机升力系数，但是滑翔机一般机身很小，可以近似当升力系数用。
                          这里的实例为（9.81*0.8）/（0.5*1.225*7*7*0.4）≈0.65
弯度计算（我没找到naca的翼型弯度表，等找到在放上来，这个主要是找翼型用的，这里因为已经有四个翼型了，是从里面挑合适的，所以暂时用不到）
以上拿到了两个关键的物理量：升力系数为0.65 ，雷诺数为9.5万
然后带入软件计算极曲线
如果你用的profoli，可以用这个模块

我用xflr5，只是因为放大图标观看更省力，但是profoli学习成本要低得多
这是我演算翼型的具体型号


得到这个CL/CD的极线图

放大

Y轴代表升力系数，X轴代表阻力系数，从原点引出一条直线，和这些曲线相切，这条直线的斜率代表此翼型的最佳升阻比，滑翔机一般升阻比越高越好，也就是曲线越陡峭越好
在这里我们吧之前计算的0.65的升力系数带入Y轴，对应的横坐标会发现S4083的性能更好些，但是考虑我们的飞行任务中，有大半径盘旋任务。在盘旋中，升力系数会增加50%（估算）
那么从图中可以看出升力系数超过0.7到0.85这一段，MH32的性能会更好，升力系数如果继续增大SD7032会更好些，因为这台滑翔机没有襟翼，所以相对来说假如盘旋任务的比重较大，SD7032在盘旋任务中的表现会更好，假如巡航任务的比重较大MH32的性能更优秀，那么这里基础的翼型选择初步结论就已经有了。以上只是最简单的讨论
假如飞机用襟翼，因为可以改变弯度，所以可以调整整个曲线在一定范围内上下移动，这样升力系数可以 在一定范围内变化，效率更高。在这四个翼型中，没有任何翼型的最大升阻比出现在0.65的升力系数附近，MH32和SD7032的升力系数都太高了，S4083则太低，克拉克Y的性能太差，还需要找更合适的翼型
假如有我画的红线这样的翼型，应该是比较适合这台滑翔机的。




经过以上的讨论，你是否会举一反三了呢，根据以上算例，这台飞机的质量为多少时，可以吧S4083翼型利用的最好？看看谁先算出来

以上讨论只做分享和共同探讨，希望可以慢慢建立一个常用翼型的选择帖，给大家一个参考，假如有我说的不对的地方，恳请各位高手斧正。

PS，因为这个算例里面的雷诺数已经达到9.5W了，这个雷诺数下已经对翼型准确性提出了一些要求，制作的时候建议缩小肋间距，适当蒙版改善蒙皮塌陷的误差影响。雷诺数小于2W的模型可能不太适用于以上算法

欢迎加入我的群，漫步云端237548782，一起研究滑翔机

youlan

占楼

CC小天

技术贴，先顶后看！

我爱JET

占个位置慢慢看！

xiaowang2183

不错，分析的好，问下LZ，profoli的软件你的是pojie版还是付费版哦

Fred1112

占楼···再讨论

说不明白

很高深呀

漠漠

好贴 帮顶 楼主辛苦了

DBT

看不懂，不过帮顶

bdyfwang

技术贴，好的滑翔机技术要求高。

youlan

下班回来一看，竟然没有人在算S4083的正确答案

清道夫

上将的帖子一定要顶，虽然看不懂

天缘

幽蓝有多久不来滑翔机专栏了，为你退魔了

sally1996

必然优质帖啊！  来学习了！

武杰杰

来学习一下

喷气螺旋桨

还在等你的开源项目呢！

myk0000

学习了！好贴已收藏
请问楼主：追求长航时的航拍模型 选用滑翔机翼型，怎么样？ 您能推荐几种翼型吗？

youlan

myk0000 发表于 2015-5-18 19:00
学习了！好贴已收藏
请问楼主：追求长航时的航拍模型 选用滑翔机翼型，怎么样？ 您能推荐几种翼型吗？

太抱歉了，很难直接这么确切的回答的，因为需要很多详细的数据，例如飞机重量，翼面积，机翼几何外形，平均弦长，设计巡航速度，动力系统的详细参数（螺距，转速，静拉力等），设计巡航功率，制作的结构和工艺。等等这些因素都会影响翼型的选择，因为凡是正儿八经设计的，肯定是这么来的，虽然随便选一个也能飞，而且搭配容量足够大的电池，航时也不低，但是假如你的设计经验积累的不够多，也搞不清自己做的是什么飞机，搞不清楚很明确的设计要求，可能克拉克Y系列是一个相对来说比较保守的选择，只是可能。毕竟要考虑各种方方面的设计因素，这些学习成本也不低，而且可能这不是短板

fuermalin

550g左右？

youlan

fuermalin 发表于 2015-5-19 16:09
550g左右？

正解！