[发明专利]一种匹配全翼太阳能无人机的低雷诺数翼型

说明书

技术领域

本发明涉及航空飞行器气动外形设计中的翼型设计领域，具体为一种匹配全翼太阳能无人机的低雷诺数翼型。

背景技术

与常规航空动力飞机相比，太阳能无人机在气动力设计与分析方面具有特殊性。此类飞行器飞行速度小，飞行雷诺数低，其巡航雷诺数约在20-40万左右，主要涉及到的是低雷诺数、低速的层流流动、层流气泡、层流分离以及层流向紊流的转捩等物理现象，与常规动力的中、高雷诺数飞行条件下的流动有很大不同。由此决定了太阳能无人机气动力设计方法与思路与中、高雷诺数飞机有明显的区别。加之考虑光伏能源复合后，其翼型型面还受到约束。

全翼太阳能无人机由于展弦比大，飞机的升力特性、阻力特性以及力矩特性完全取决于机翼性能。飞行器的翼型设计要求十分苛刻，希望翼型具有比较高的升阻比、比较大的可用升力系数，同时为了减少飞机的配平阻力，翼型的低头力矩也要控制在合适的范围内等；例如：常规飞机翼型零升力矩系数在-0.1左右，但全翼太阳能飞机翼型则要求零升力矩系数>-0.01。而国内尚未进行全翼太阳能飞机的研发，相应的翼型也是空白。

国外低雷诺数全翼翼型已得到应用，如“太阳神”太阳能无人机出于保密的原因，国内不能得到可供工程化使用的翼型。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种匹配全翼太阳能无人机的低雷诺数翼型。根据全翼太阳能飞机气动特性要求和光伏能源赋型设计要求，本发明所提出的翼型的设计速度为10米/秒，设计雷诺数为2.6×105，最大升力系数>1.4，最大升阻比>60，翼型的力矩系数在10度迎角范围内保持力矩系数变动在±0.01范围内，且相对1/4翼型弦长参考点处力矩系数>-0.01。翼型10%～70%弦长范围内为单曲外形，以便光伏能源与飞机机体的赋型。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种匹配全翼太阳能无人机的低雷诺数翼型，其特征在于：翼型相对厚度为11%～13%，最大弯度为2%～4%，最大弯度所在弦向位置为25～30%；翼型距前缘70%弦长范围内为单曲外形。

所述一种匹配全翼太阳能无人机的低雷诺数翼型，其特征在于：翼型参数为：