飞机性能综合分析与评估

pw
➢ 根梢比
pw
➢ 前、后缘后掠角(˚)
➢ 翼型
➢ 安装角（倾斜角）,(°)
pw
垂直尾翼
Scw
lcw
bcw,a.c.
cw
cw
pw
7
11.1 气动特性估算
❖当量机翼参数计算
8
11.1 气动特性估算
➢ 当量机翼尖弦长 （m）
b1 bt
F-22A 1.607
➢ 根据当量机翼外露 翼面积等于真实机
翼外露翼面积的条 件 ,当量机翼外露 部分的根弦长度br （m）：
b b 2Se
r l l js
t 6.735
9
11.1 气动特性估算
F-22A
Se
机翼外露部分面积 36.758m2
l 翼展
13.1m
l js
机身宽度
4.288m
bt
当量机翼尖梢弦长 1.607m
10
11.1 气动特性估算
➢ 当量机翼根弦长 （b0）:
飞机总体设计 第十一讲
飞机性能 综合ห้องสมุดไป่ตู้析与评估
飞机设计研究所 航空科学与工程学院
第十一讲 飞机性能综合分析与评估
11.1 气动特性估算 ➢ 飞机的总体参数 ➢ 当量机翼参数计算 ➢ 纵向气动特性计算 ➢ 全机横侧静导数计算
1
第十一讲 飞机性能综合分析与评估
11.2 稳定性与操纵性分析 ➢纵向动稳定性 ➢纵向操纵性 ➢全机横侧静导数计算 11.3 动力特性估算 11.4 飞行性能估算
F-22A 36.758 13.1
41.5 -17.5
当量机翼
S
l λ ba.c. b0 b1 η χ0 χ1
4
11.1 气动特性估算
➢安装角（相对水平基准线）
jy
➢上反角
➢扭转角
➢翼型： GA(W)-1，GA(W)-2
5
11.1 气动特性估算
➢ 机身 ➢ 最大横切面积，（m2） ➢ 最大俯视投影面积，（m2） ➢ 最大侧视投影面积，（m2） ➢ 机头俯视投影面积，（m2） ➢ 机头侧视投影面积，（m2） ➢ 机头长度，机身长，（m） ➢ 机身宽，（m） ➢ 停机角（º）
11.1 气动特性估算
➢相对厚度 ➢相对弯度 ➢迎角
c c f f
上式表明，不可压流翼型的厚度、弯
度和迎角比亚声速（可压流）翼型都小。换 句话说，由于压缩性的影响，实际翼型的厚 度、弯度和迎角都变大了。
对于机翼的平面几何参数间的关系为:
15
11.1 气动特性估算
➢根梢比 ➢展弦比 ➢后掠角 ➢或者
距离
c c 0
k
ccp 1
=228.3m/s=Ma0.774
Re
VbA
0.03711* 228.3*6.312 1.4496 106
3.690 107
18
11.1 气动特性估算
(1)焦点计算
机翼的焦点可由下式近似计算（叶格尔著《飞机 设计》p425～441）：
x c 1 [1 2( )2 ]
4 f , jy
cp
x x f , jy
2
11.1 气动特性估算
11.1 气动特性估算 ❖飞机的总体参数 ➢全机尺寸 ➢机长，翼展。 ➢F-22A：18.28m，13.1m
3
11.1 气动特性估算
❖ 飞机的总体参数
➢
外露机翼
➢ 面积（m2）
Se
➢ 展长（m）
➢ 展弦比
➢ 平均气动弦（m）
➢ 根弦长（m）
➢ 尖弦长（m）
➢ 根梢比
➢ 前缘后掠角（°） χ0 ➢ 后缘后掠角（°） χ1
扰流图画相比可见，它们在流动性质上没有本质 的不同，只在数量上有一定的差别。因此，如果 知道了低速（不可压流）气动特性，就可以通过 一定关系，求得它们的亚声速（可压流）气动特 性。
设对于不可压流翼型的几何参数为 c、 f 和迎
角，亚声速翼型的几何参数为 c、 f 和迎角，则
这种关系对于薄翼型是：
14
➢ 当量机翼毛机翼 根弦距离机头
➢ 根梢比
➢ 梢根比
➢ 当量机翼平均几 何弦长
b lbr l jsbt
o l l js
xb0
bo bt
bt bo
1
b b0 2
F-22A 9.23m 6.310m 5.744 0.1741
5.418
11
11.1 气动特性估算
➢ 当量机翼的平均 气动弦长
S
2.075
12
11.1 气动特性估算
➢当量机翼的 其它后掠角
tg 1 4
tg 0
1 4
3
2 1 2 1
tg 1 2
tg 0
1 2
3
2 1 2 1
tg
1
tg 0
3
2 1 2 1
F-22A：30.70°,16.84°,-15.60°
13
11.1 气动特性估算
纵向气动特性计算 将薄翼型的亚声速的扰流图画与不可压流的
f
,
jy
0.033(tg
1 2
1)
1
1.7
x F-22A： f , jy =0.2482
x f , jy =0.2482+0.0309=0.2791
19
11.1 气动特性估算
x 式中， f , jy --中等厚度机翼翼型的焦点到平均气动 弦前缘的相对距离
x f , jy --机翼的焦点到平均气动弦前缘的相对
17
11.1 气动特性估算
➢飞行雷诺数计算：
➢初步取巡航飞行高度H=11km，查表得到该高度 上的大气密度、粘性系数。飞行速度可取战技指 标要求的巡航速度，也可以根据翼型的设计升力 系数，以及飞机半油重量计算得到典型飞行速度：
V 2G =
2*24000
c s
0.03711*82.69*0.3
LD
F-22 4.53
16.33 4.288
Smax
S js, fushi
S js,ceshi
S jt , fushi S jt ,ceshi
l jt
L js
6
11.1 气动特性估算
水平尾翼
➢ 面积，m2
S pw
➢ 展长，m
l pw
➢ 根弦长，m
➢ 尖弦长，m
➢ 平均气动弦长，m
bpw,a.c.
➢ 展弦比
tan
1
tan
tan tan
上式表明，亚声速（可压流）翼型 与不可压流翼型相比，后掠角增大， 展弦比减小，而根梢比不变。
16
11.1 气动特性估算
❖ 升力系数计算 1)机翼 ➢ 选用翼型NACA64A206：
0, jy =-1.5°
CL , =0.079
cd min, jy =0.0061（Re=1.6×106）
➢ 平均气动弦ba.c.的 展向位置
b2 1 2
ba.c. 3 o 1
z a.c.
l 6
2 1
F-22A 6.312m
2.507m
➢ 平均气动弦前缘 至机头距离
➢ 当量机翼的面积
xa.c. xb0 za.c.tg 0 8.528m
S lb
82.69m2
➢ 当量机翼的展弦 比
l2