NACA层流翼型的优化设计

NACA层流翼型是20世纪40年代研制成功的。层流翼型设计的特点是翼面上的最低压力点尽量后移，以增加层流附面层的长度，降低翼型的摩擦阻力。目前常用的是NACA 6族和NACA 7族层流翼型。层流翼型的厚度分布和中弧线是分开设计的。最大厚度的相对位置tx有0.35、0.40、0.45和0.50等几种形式。中弧线形状是根据载荷分布设计的，从前缘到某点a载荷是常数，从a点到尾缘载荷线性降低到零。点a的位置一般在最大厚度点之后。

1.NACA 6族层流翼型的几种表达形式

（1）例如，NACA 65，3-218，a=0.5。第一个数字6表示6族；第二个数字5表示在零升力时基本厚度翼型最低压强点位置在0.50弦长处；逗号后的3表示升力系数在设计升力系数±0.3范围内，翼型上仍存在有利的压强分布；横线后面的第一个数字2是设计升力系数的10倍，即该翼型的设计升力系数为0.2，而有利压强分布的升力系数范围是-0.1～+0.5之间；最后两个数字表示最大相对厚度为18%；等式a=0.5是说明中弧线类型的。

（2）例如，NACA 653-218，a=0.5。它和上面翼型表达式的差异在于下标3代替了逗号后的3。下标3仍表示有利压强分布的升力系数范围，只是这种翼型的厚度分布是从一系列的保角变换中得到的，这种翼型是NACA族翼型的修改翼型。

（3）例如，NACA 65（318）-217，a=0.5。这种翼型的厚度是从某种翼型按比例换算出来的。括号中的3仍为表示有利的升力系数范围为±0.3，18表示原来翼型的相对厚度为18%，最后的17表示这种翼型的实际相对厚度为17%。这种翼型也是NACA 6族翼型的修改翼型。

（4）例如，NACA 65-210和NACA 65（10）-211。这种翼型的最大相对厚度小于12%，其有利的升力系数范围小于±0.1。这时第三个表示有利范围的数字就不标注出来了。

（5）例如，NACA 65（215）-218，a=0.5。这是从NACA 65，3-215，a=0.5翼型按线性关系增加纵坐标得到的修改翼型：t由15%增加到18%；设计升力系数等于0.2；其余标记意义与（1）相同。(www.xing528.com)

（6）例如，NACA 641A212。这种翼型是经修改过的6族翼型，或称NACA 6A族翼型；它的上下翼面在最后0.20弦长段都是直线。

2.NACA 7族层流翼型的几种表达形式

（1）例如，NACA 747A315。第一个数字表示族；第二个数字表示在设计升力系数下，上翼面顺压梯度段相对坐标的10倍数值，即在设计升力系数下，上翼面顺压梯度段为：从x=0到x=40%；第三个数字是下翼面顺压梯度段相对坐标的10倍数值，即在设计升力系数下，下翼面顺压梯度段为：从x=0到x=70%；最后三个数字的含义与6族翼型相同。夹在中间的字母A表示基本厚度翼型与中弧线的不同组合。

（2）NACA翼型在风力机上的应用在很多水平轴风力机上采用了NACA 230××系列翼型和NACA 44××系列翼型（其中××表示最大相对厚度），最大相对厚度从根部的28%左右到尖端的约12%。在某些方面，这些翼型并不能令人满意。例如，NACA230××系列中的翼型具有对表面污垢敏感的最大升力系数，而且它们的性能随着厚度增加的恶化比其他翼型快得多。

（3）NACA 63-2××系列翼型在NACA翼型中总体性能表现最好，而且它们对表面粗糙度具有良好的不敏感性，因而在各种水平轴风力机上得到了广泛应用。现在仍然有很多风力机在桨叶靠叶尖的部分使用NACA 63-2××系列翼型。

对于大多数垂直风力机，通常使用对称翼型，例如，四位数字系列NACA 00××，最大相对厚度为12%～15%。