孫景橋整理

這里要介紹的是世界著名航空模型專家，匈牙利航空模型運動健將喬治·班尼廸克今年五月來我國訪問時，在上海給中國運動員講授的有關(guān)空氣動力學方面的一些問題。這些寶貴的經(jīng)驗是專家經(jīng)過不斷的研究和實踐后所作的部分總結(jié)，實用價值很大。下面就我所聽到的一些分別介紹一下。

幾類典型翼剖面

在競時模型方面把常采用的翼型粗略的分為四類，見圖1。甲類～普通型。乙類～翼型較厚，中弧線彎度較大。丙類～翼型薄中弧線彎度大。丁類～翼型后部為薄板結(jié)構(gòu)，基本上也是薄而彎的一種。

圖1

甲類滑翔性能較差，但安定性較好，結(jié)構(gòu)設(shè)計容易。

乙類和丙類的滑翔性能都很好，但安定性較甲類差，且結(jié)構(gòu)設(shè)計較困難。

丁類是最近才發(fā)展起來的一種翼剖面，它突出的特點是滑翔性能極好，只要在結(jié)構(gòu)上再作一番努力，保證翼型和強度，是很有發(fā)展前途的一類。

匈牙利國防體育同盟航模研究室把它所研究的翼型按用途分為兩個系統(tǒng)——B(提高用的)和F(普及用的)。

B系統(tǒng)是供初學者使用的，翼型的特點是安定性好，較厚，容易制作，結(jié)構(gòu)強度性能好。但滑翔性能較差。

F系統(tǒng)是供競賽使用的，翼型的特點是滑翔性能好，制作較前者困難。

總之，無論怎樣分法，都是為了使制作者能根據(jù)自己對飛行的要求，天氣情況和手頭的物質(zhì)條件順利進行選擇而定的。

翼型的幾何特性參數(shù)

翼型的幾何特性一般由厚度、彎度和彎度位置來決定(見圖2)。

圖2

最大厚度用A表示，中弧線最大彎度用C表示，中弧線最大彎度到前緣的距離用B表示。A，B，C都是翼弦的百分數(shù)。按照既定的一組參數(shù)(A，B，C)設(shè)計，甲、乙、丙、丁四類翼型皆可得出。

牽引滑翔機模型翼型選擇

經(jīng)驗數(shù)據(jù)：A=5－7%B=35－55%C=6%

按照上面數(shù)據(jù)設(shè)計出的翼型用在模型飛機上可飛160－180秒。

圖3

圖4

圖5

丁類翼型的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見圖3。在這里附帶談?wù)勥@類翼型的制作：結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于保證使其后部不發(fā)生各方面的變形。這要從兩方面著手，1.選擇材料(見圖4)：紋理疏密均勻為佳，在切制原材時用輻射狀的切法，這樣所得之木片堅固而不易變形，用來作翼剖面后部薄片部分。另一種用平行的切法，所得之木片易撓曲變形，用來作前緣蒙板倒是很好的。2.采用合理結(jié)構(gòu)(見圖5)。

自由飛模型飛機翼型

經(jīng)驗數(shù)據(jù)：A=8－10%B=35－45%C=3－4%

在進行選擇時有兩種方案，一種要求模型“爬”得高，滑翔可以稍差，另一種是注重滑翔性能而不過分要求爬高。因為二者很難兼得，故制作者要根據(jù)怎樣使模型留空時間最長而加以取舍。

發(fā)動機馬力大，飛機阻力小便爬得高。翼剖面的形狀對模型飛機阻力的大小有很大影響。按前面介紹的牽引滑翔機模型翼型選取則滑翔得好，見圖6a，但爬升時產(chǎn)生阻力很大故不多用。圖6d對爬升有利，但滑翔性極差亦不多用。圖6b，c是較好的，上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)就是這一類型的。例如B8353－b/2(1958年獲得自由飛項目世界冠軍的匈牙利運動員采用)、B9304－b等。

圖6

橡筋動力模型飛機的翼型

經(jīng)驗數(shù)據(jù)：A=6－8%B=35－50%C=6%(1958年世界冠軍賽中意大利運動員采用C=4%)

這個數(shù)據(jù)說明翼型的厚度較自由飛模型為小，中弧線彎度較大。這是因為橡筋動力模型飛機在爬升時的速度較小，和滑翔速度相近。所以注意考慮滑翔性能好的一類翼型。例如B7406－f、B6405－b(1958年競賽時，班尼廸克自己采用的一種準備在天氣好時使用它)及BM－13(較厚，中弧線彎度小，氣候惡劣時采用)等。

縫翼和與翼型性能有關(guān)的幾個因素

開縫翼型有下面幾個特點：

1.由于翼剖面的開縫使氣流流過機翼表面時的分離點后移，迎角變化時氣動力中心變化很小，所以安定性很好。

2.由于下弧正壓力區(qū)的壓力進入上弧負壓力區(qū)使得升力減小，見圖7。

圖7

3.開縫增加了翼型阻力，也增加了制作的難度。

前面說過，盡管翼型參數(shù)A、B、C相同，也能設(shè)計出各式各樣不同性能的翼型來。這是由于不同的翼剖面前緣半徑，上下弧曲線，中弧線，厚度和翼型“尾部”的彎度和擾流線安裝等引起的。

前緣半徑R：R的選擇與模型的大小(或是與雷諾數(shù)Re)有關(guān)，模型愈大采用的R亦愈大。當前一般競賽的A－1級和A－2級牽引和橡筋動力模型所用的R為翼弦長度的0.5－0.8%，過去也曾有人用過0.4%的。R在翼型上所起的作用是，R大安定性較好，滑翔性能較差，較小的R滑翔性能很好，但安定性變壞。

翼型上弧前部形狀采用部分的1/4橢圓曲線較好。翼型后部的上下弧線靠近中弧線為宜，這樣可以減弱尾部渦流區(qū)。

中弧線彎度不適于過大，最高點不宜于太后，否則會在迎角改變時造成壓力中心位置變化太大，以致影響模型飛行的安定性。

厚度選擇一般適中，競賽時偏于薄翼型。翼型尾部的彎度(下弧線的切線和弦線夾角)在乙類一般小于15°，丙類則是10°－11°之間(見圖1)。彎度再大會引起下沉速度增加。

曾經(jīng)有人采用過以中弧線以上的一半作翼型，見圖8，這種翼型雖滑翔性能好，但安定性極差，已被淘汰。

圖8

擾流線：安裝它的目的是在你所選的翼型安定性不夠時，裝上它再進行試飛調(diào)整以增加模型的安定性。匈牙利運動員常用直徑Φ=0.7－0.8毫米的張線置于距前緣6－8%翼弦長處，或貼在距前緣15－30%翼弦長的上弧面上。采用擾流線容易增加模型阻力，不要過分迷信它。只要選取性能較好的翼型，就可不用這種裝置。

匈牙利國家的翼型研究與實驗工作是利用風洞和試飛互相配合進行的。特別是研究與現(xiàn)場試飛，對于測定模型和翼型的性能起著非常重要的作用。試飛是在微風和極小或沒有上升氣流的情況下，用一定長度的牽引線多次重復(fù)牽引模型至同一高度進行的。從飛行記錄中比較各種翼型的下沉速度，從而得出結(jié)論。

選擇優(yōu)秀的翼型是為了獲得滑翔，安定和強度等各方面良好的性能，以增加模型留空時間。但不要忽略與飛機外形設(shè)計的合理配合，如機翼和尾翼的面積分配，尾力臂的大小等，都是和翼型有密切關(guān)系的。