飞机总体设计- 设计过程及算例 下载本文

K?11??0.073 A?e5.5*3.14*0.7518c. 全机极曲线

2CD?0.0116?0.073CL

升阻比最大时,CL?0.0116/0.073?0.3986;CD?0.0232 最大升阻比:(L/D)max?CL/CD?17.2 1.61.41.21Cl0.80.60.40.2000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.10.110.120.130.140.150.160.170.18Cd (3)全机俯仰力矩特性分析

全机俯仰力矩由机翼和尾翼俯仰力矩组成,但飞翼布局没有平尾,则机翼俯仰力矩则为全机俯仰力矩。可以用涡格法计算。

a.全机零升俯仰力矩系数 ?机翼

计算机翼俯仰力矩系数的参考面积为机翼面积,参考长度取为平均气动弦长。力矩参考点取为设计重心处。

机翼的零升俯仰力矩系数Cm0,w一部分来源于翼型,另一部分来源于机翼的扭转和平面形状。当整个机翼处于零升力迎角时,局部剖面

的升力并不都为零,会引起附加的零升力矩。当展弦比大于2.5,后掠角小于45?线性扭转时,可用下式估算机翼低速时的Cm0,w

Cm0Acos2?1/4?Cm0,r?Cm0,t??A?2cos?1/4?22???Cm0???????????5.5*cos(28)?0.015?0.015????0?0.00895.5?2*cos(28)?2?

b.机翼俯仰力矩系数对升力导数

机翼的俯仰力矩系数为:Cm,w?Cm0?(xm?xac)Cl 因此,机翼俯仰力矩系数对升力导数为:

dCmxaccr?xref?xac?xref???0.08 ?????【如何查表获得】 dClcrcA?垂尾

没有垂尾

全机零升俯仰力矩系数为:

Cm?Cm,w?Cm,h?Cm,w?0?0.0089?0.08Cl

10.无人机操纵性与稳定性分析

飞机稳定性是飞机设计的一项重要指标。在评价飞机稳定性过程中主要是通过飞机的气动导数来判断。

【要求:理解各导数物理意义,掌握一种计算方法】

(1)横航向静导数计算

横航向静导数是指飞机因侧滑而引起的横向力、滚转力矩和偏航力矩等系数对侧滑角的导数。

a. 横向力对侧滑角的导数Cy?

?翼身组合体

Cy?主要包括:机翼、机身、翼身干扰、机翼上反角等。小迎角时,

机翼贡献是小量,机身贡献包括干扰,则

Cy?wf?Cy?,w?Cy?,f

对于亚音速飞机,Cy?,w??0.00573*???0.00573*?1.5??0.0086

?ACy?,f??2Ki?FO?S0.0051???2*1.25*??0.0581 ?0.2195?其中,Ki 为翼身干扰因子、AFO为机身位于横向力作用点的横截面积。S为机翼面积【如何得来?】

Cy?wf?Cy?,w?Cy?,f??0.0086?0.0581??0.0667

?垂尾

本机机翼两端设置垂尾,此处按照双垂尾计算:

?CY?,V?WFH??0.003?S?CY?,v??2?CY?,Veff?V???2*0.98*1.75*??0.0469 ??C?S0.2195???Y?,Veff??CY?,V?WFH???—机翼+机身+平尾对双垂尾侧滑导数的干扰因子,式中:? ?C??Y?,Veff? CY?,Veff——双垂尾横向力系数导数的有效值, SV——单垂尾面积,S为机翼面积; 从而,全机的横向力对侧滑角的导数为

Cy??Cy?wf?Cy?,v?Cy?,w?Cy?,f?Cy?,v??0.0667?0.0469??0.1136

b. 滚转力矩对侧滑角的导数Cl?

滚转力矩主要来源为翼身组合体和垂尾,其中,机翼占主体。 ?翼身组合体

亚音速小迎角范围,翼身组合体的滚转力矩导数由下式给出

??C???C?C??Cl?,wf?CLwf??l??KM?KF??l???????l?C??CL?A??????L??12??????????????Cl?K??M???????Cl??????C??tg??W14????l?,ZW??Wtg?14?????? 【不知如何计算得来?】

?垂尾

重心位于机翼根弦前缘点后0.1982m。【没明白?是迎角?可能因为机体坐标系与气流坐标系不一致的原因。】

?Zcos??lVsin??Cl?,v?CY?,v?V?b??

?0.05cos2?0.24sin2???0.0469????0.00181.1??全机滚转力矩对侧滑角的导数

Cl??Cl?,wf?Cl?,v??0.04

c. 偏航力矩系数对侧滑角的导数Cn?

偏航力矩系数对侧滑角导数主要由机翼、机身、垂尾等部件产生。 ?翼身组合体

小迎角下,可以忽略机翼产生的偏航力矩。

Cn?,wf?Cn?F?Cn?W?Sl?Cn?F?KWFKRF?FSF?Sb??0.0315*0.45?180?0.0017*1*??0.0057??*??0.2197*1.1???其中,SFS为机身侧面积、lF为机身长度。

?垂尾

Cn?,v??CY?,vlVcos??ZVsin?0.24cos2?0.05sin2??0.0469??0.0103

b1.1全机偏航力矩对侧滑角的导数

Cn??Cn?,wf?Cn?,v?0.0057?0.0103??0.0046(1/rad)