升力和阻力系数的变化曲线优化方式

（一）C_l和C_d随攻角的变化

首先研究升力系数的变化，它由直线和曲线两部分组成。与C_lmax对应的i_M点称为失速点，超过失速点后，升力系数下降，阻力系数迅速增加。负攻角时，C_l也呈曲线形，C_l通过一最低点C_lmin（见图2-5）。阻力系数曲线的变化则不同，它的最小值对应一确定的攻角值。

不同的桨叶截面形状对升力和阻力的影响很大，现分述如下：

1.弯度的影响

叶型的弯度加大后，导致上、下弧流速差加大，从而使压力差加大，故升力增加；与此同时，上弧流速加大，摩擦阻力上升，并且由于迎流面积加大，故压差阻力也加大，导致阻力上升。因此，同一攻角时，随着弯度增加，其升、阻力都将显著增加，但阻力比升力的增加更快，使升、阻比有所下降。

图2-5 桨叶的升力和阻力系数

2.厚度的影响

叶型厚度增加后，其影响与弯度类似。同一弯度的叶型，采用较厚的叶型时，对应于同一攻角的升力有所提高，但对应于同一升力的阻力也较大，使升、阻比有所下降。(www.xing528.com)

3.前缘的影响

试验表明，当叶型的前缘抬高时，在负攻角情况下阻力变化不大。前缘低垂时，则在负攻角时会导致阻力迅速增加。

4.表面粗糙度和雷诺数的影响

表面粗糙度和雷诺数对桨叶空气动力特性有着重要影响。图2-6所示为雷诺数和表面粗糙度对几种翼型（NACA0012，NACA23012、23015、NACA4412、4415）的气动力特性的影响曲线。

当叶片在运行中出现失速以后，噪声常常会突然增加，引起风力机的振动和运行不稳等现象。因此，在选取C_l值时，以失速点作为设计点是不好的。对于水平轴型风力机而言，为了使风力机在稍向设计点右侧偏移时仍能很好地工作，所取的C_l值一般在（0.8～0.9）C_lmax。

（二）埃菲尔极线（Eiffel Polar）

为了便于研究问题，可将C_l和C_d表示成对应的变化关系，称为埃菲尔极线（见图2-7）。其中直线OM的斜率是：tanθ=C_l/Cd