机翼结构及飞行器制造技术

本发明专利技术提供一种机翼结构及飞行器，属于航空设备技术领域。该机翼结构包括：粗糙元阵列、襟翼及机翼，粗糙元阵列设置在机翼上表面的分离点之前，襟翼设置在机翼下表面的后缘处。本发明专利技术提供的机翼结构及飞行器，提高了机翼在全升力系数范围内的升阻比。

Wing structure and aircraft

The invention provides a wing structure and an aircraft, which belongs to the technical field of aeronautical equipment. The wing structure includes rough element array, flap and wing, and the rough element array is set before the separation point on the upper surface of the wing, and the flap is placed at the trailing edge of the lower surface of the wing. The wing structure and aircraft provided by the invention improve the lift and drag ratio of the wing in the range of full lift coefficient.

【技术实现步骤摘要】
机翼结构及飞行器
本专利技术涉及航空设备
，尤其涉及一种机翼结构及飞行器。
技术介绍
在航空领域，提高升阻比一直是人们关注的重点。其中，升阻比是指在同一迎角处的机翼升力与机翼阻力的比值，升阻比越大，则说明飞行器的空气动力性能越好。现有技术中，通常采用Gurney襟翼可以提高机翼的升阻比。Gurney襟翼为一块长方形短板，将其设置在机翼下表面的后缘处，且方向垂直于弦线。设置了Gurney襟翼之后的机翼，其总体弯度增大，后驻点退后，减慢了机翼下表面的流速，同时，加快了机翼上表面的流速，使得机翼上表面的压力减小，从而增大了机翼的升力和阻力，且机翼升力的相对增大量大于阻力的相对增大量，进而提高了机翼的升阻比。但是，现有技术中的Gurney襟翼只适用于升力系数较大(对应的升力较大，升力等于升力系数、气流动压及参考面积的乘积)时的情况，如起飞或降落阶段，但却不适用升力系数较小时的情况，如巡航阶段。因此，现有技术中通过设置Gurney襟翼的方式，使得机翼升阻比的提高效果较差。
技术实现思路
本专利技术提供一种机翼结构及飞行器，以提高机翼在全升力系数范围内的升阻比。本专利技术实施例提供一种机翼结构，包括：粗糙元阵列、襟翼及机翼，所述粗糙元阵列设置在所述机翼上表面的分离点之前，所述襟翼设置在所述机翼下表面的后缘处。在本专利技术一实施例中，所述粗糙元阵列中包括至少M个粗糙元，所述至少M个粗糙元沿机翼展向方向均匀设置在所述机翼上表面，所述M为所述机翼展向方向的长度与所述预设阈值的比值取整加1，且M为大于等于1的整数，所述预设阈值为所在位置边界层厚度的N倍，N为大于等于2且小于等于10的整数。在本专利技术一实施例中，所述粗糙元的形状为圆柱体。在本专利技术一实施例中，所述粗糙元的高度为所述所在位置边界层厚度的P倍，P大于等于30％且小于等于60％，所述粗糙元的直径小于所述预设阈值。在本专利技术一实施例中，所述襟翼的形状为长方体。在本专利技术一实施例中，所述襟翼的长度小于等于所述机翼展向方向的长度，所述襟翼的宽度小于等于所述机翼的翼型弦长的0.5％，所述襟翼的高度为所述机翼的翼型弦长的Q倍，Q大于等于0.5％且小于等于2％。本专利技术实施例还提供一种飞行器，包括：机体和上述任一实施例所述的机翼结构。本专利技术实施例提供的机翼结构及飞行器，包括：粗糙元阵列、襟翼及机翼，所述粗糙元阵列设置在所述机翼上表面的分离点之前，所述襟翼设置在所述机翼下表面的后缘处。由此可见，在本专利技术实施例中，通过在机翼的上表面的分离点之前设置粗糙元阵列，使得流体在粗糙元的后方产生流向涡，且在向下游流动的过程中扰动逐渐增大，通过流向涡加速了其后方流体的流速，推迟了分离，通过扰动加快了分离剪切层中扰动的增长，提前实现转捩和再附，使得分离泡的长度及高度减小，从而减小了机翼的升力和阻力，且机翼升力的减小量小于阻力的小减小量，进而提高了升力系数较小时的升阻比；同时，同时在机翼的下表面的后缘处设置襟翼，提高了升力系数较大时的升阻比，因此，提高了机翼在全升力系数范围内的升阻比。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的机翼结构的侧视示意图；图2为本专利技术实施例提供的机翼结构的俯视示意图；图3为本专利技术实施例提供的机翼结构与机翼表面的压强系数的关系图；图4为本专利技术实施例提供的机翼结构与机翼升阻比的关系图；图5为本专利技术实施例提供的机翼结构与升力系数的关系图；图6为本专利技术实施例提供的机翼结构与阻力系数的关系图；图7为本专利技术实施例提供的飞行器的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。图1为本专利技术实施例提供的机翼结构10的侧视示意图，请参见图1所示，该机翼结构10可以包括：粗糙元阵列101、襟翼102及机翼103，粗糙元阵列101设置在机翼103上表面的分离点之前，襟翼102设置在机翼103下表面的后缘处。其中，分离点是指紧贴壁面流动的边界层脱离翼面时的点。在本专利技术实施例中，通过在机翼103上表面的分离点之前设置粗糙元阵列101，可以使得流体在粗糙元的后方产生流向涡，且在向下游流动的过程中扰动逐渐增大，通过流向涡加速了其后方流体的流速，推迟了分离，通过扰动加快了分离剪切层中扰动的增长，提前实现转捩和再附，使得分离泡的长度及高度减小，从而减小了机翼103的升力和阻力，且机翼103升力的相对减小量小于阻力的相对减小量，进而提高了升力系数较小时的升阻比。示例的，在本专利技术实施例中，粗糙元阵列101设置在机翼103上表面的分离点处。此外，在本专利技术实施例中，通过在机翼103下表面的后缘处设置襟翼102，可以使得机翼103的总体弯度增大，后驻点退后，减慢了机翼103下表面的流速，同时，加快了机翼103上表面的流速，使得机翼103上表面的压力减小，从而增大了机翼103的升力和阻力，且机翼103升力的相对增大量大于阻力的相对增大量，进而提高了机翼103的升阻比。示例的，本专利技术实施例中的襟翼102可以为Gurney襟翼102，当然，本专利技术实施例只是以Gurney襟翼102为例进行说明，但并不代表本专利技术仅局限于此。本专利技术实施例提供的机翼结构10，包括：粗糙元阵列101、襟翼102及机翼103，粗糙元阵列101设置在机翼103上表面的分离点之前，襟翼102设置在机翼103下表面的后缘处。由此可见，在本专利技术实施例中，通过在机翼103的上表面的分离点之前设置粗糙元阵列101，使得流体在粗糙元的后方产生流向涡，且在向下游流动的过程中扰动逐渐增大，通过流向涡加速了其后方流体的流速，推迟了分离，通过扰动加快了分离剪切层中扰动的增长，提前实现转捩和再附，使得分离泡的长度及高度减小，从而减小了机翼103的升力和阻力，且机翼103升力的减小量小于阻力的小减小量，进而提高了升力系数较小时的升阻比；同时，同时在机翼103的下表面的后缘处设置襟翼102，提高了升力系数较大时的升阻比，因此，提高了机翼103在全升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机翼结构，其特征在于，包括：粗糙元阵列、襟翼及机翼，所述粗糙元阵列设置在所述机翼上表面的分离点之前，所述襟翼设置在所述机翼下表面的后缘处。

【技术特征摘要】
1.一种机翼结构，其特征在于，包括：粗糙元阵列、襟翼及机翼，所述粗糙元阵列设置在所述机翼上表面的分离点之前，所述襟翼设置在所述机翼下表面的后缘处。2.根据权利要求1所述的机翼结构，其特征在于，所述粗糙元阵列中包括至少M个粗糙元，所述至少M个粗糙元沿机翼展向方向均匀设置在所述机翼上表面，所述M为所述机翼展向方向的长度与所述预设阈值的比值取整加1，且M为大于等于1的整数，所述预设阈值为所在位置边界层厚度的N倍，N为大于等于2且小于等于10的整数。3.根据权利要求2所述的机翼结构，其特征在于，所述粗糙元的形状为圆柱体。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晋军，陈拓，冯立好，潘翀，王延奎，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11