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何为超临界机翼?

超临界机翼是一种特殊翼剖面(翼型)的机翼。采用这种翼型设计的固定翼飞机可大幅改善在跨音速范围内的气动性能,降低阻力并提高姿态可控性。超临界机翼并不是“最新高科技技术”,空中客车A300于1972年即已经采用超临界机翼,距今已40多年。

大型飞机采用超临界机翼,并具有尺度大、飞行雷诺数高等特点,其研制中必须解决好高升阻比机翼、翼身组合体设计,推进系统/机体一体化设计,抖振特性、静气动弹性特性预测及超临界机翼流动控制等高速气动力问题。超临界机翼采用特殊翼剖面的机翼。它能提高机翼的临界马赫数,使机翼在高亚音速时阻力急剧增大的现象推迟发生。它的翼型被称为超临界翼型,由美国R.T.惠特科姆于 1967年首先提出。

超临界翼型的前缘钝圆,气流绕流时速度增加较少,平坦的上表面又使局部流速变化不大。这样,只有在飞行马赫数较高时,上表面局部气流才达到音速,即其临界马赫数较高。在达到音速后,局部气流速度的增长较慢,形成的激波较弱,阻力增加也较缓慢。

超临界机翼还可用于减轻飞机结构重量。如果带后掠翼的高亚音速飞机改用超临界机翼,在保持飞行速度不变的情况下,可以在机翼厚度不变时改用平直机翼,这样就可减轻机翼重量,同时改善机翼的低速气动特性。如维持后掠角不变而采用厚机翼,同样可降低机翼重量,还可增加机翼内的容积,用以放置燃油或其他设备。超临界机翼由于前缘钝圆,低速和跨音速的升力特性比较好,有可能应用在超音速飞机上。

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