螺旋桨拉力计算
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机翼升力计算公式
升力L=1/2 *空气密度*速度的平方*机翼面积*机翼升力系数(N)
机翼升力系数曲线如下注解:在小迎角时曲线斜率是常数。
在标识的1位置是抖振点,2位置是自动上仰点, 3位置是反横操纵和方向发散点,4位置是失速点。对称机翼在0角时升力系数=0(由图)非对称一在机身水平时升力系数大于0,因此机身水平时也有升力
滑翔比与升阻比
升阻比是飞机飞行速度不同的情况下升力与阻力的比值,跟飞行速度成曲线关系,一般升阻比最大的一点对应的速度就是飞机的有利速度和有利迎角。滑翔比是飞机下降单位距离所飞行的距离,滑翔比越大,飞机在离地面相同高度飞的距离越远,这是飞机固有的特性,一般不发生变化。
如果有两台飞行器,有着完全相同的气动外形,一台大量采用不锈钢材料的,另一台大量采用碳纤维材料,那么碳纤维材料的滑翔比肯定优于不锈钢材料的。这个在SU-27和歼11-B 身上就能体现出来,歼11-B应该拥有更大的滑翔比。
螺旋桨拉力计算公式(静态拉力估算)
你的飞行器完成了,需要的拉力与发动机都计算好了,但螺旋桨需要多大规格呢?下面我们就列一个估算公式解决这个问题
螺旋桨拉力计算公式:直径(米)×螺距(米)×浆宽度(米)×转速²(转/秒)×1大气压力(1标准大气压)×经验系数(0.25)=拉力(公斤)或者直径(厘米)×螺距(厘米)×浆宽度(厘米)×转速²(转/秒)×1大气压力(1标准大气压)×经验系数(0.00025)=拉力(克)
前提是通用比例的浆,精度较好,大气压为1标准大气压,如果高原地区,要考虑大气压力的降低,如西藏,压力在0.6-0.7。1000米以下基本可以取1。
例如:100×50的浆,最大宽度10左右,动力伞使用的,转速3000转/分,合50转/秒,计算可得:
100×50×10×50²×1×0.00025=31.25公斤。
如果转速达到6000转/分,那么拉力等于:
100×50×10×100²×1×0.00025=125公斤
展弦比:
展弦比即机翼翼展和平均几何弦之比,常用以下公式表示:
λ=l/b=l^2/S
这里l为机翼展长,b为几何弦长,S为机翼面积。因此它也可以表述成
翼展(机翼的长度)的平方除以机翼面积,如圆形机翼就是直径的平方除以圆面积,用以表现机翼相对的展张程度。
从空气动力学基础理论来说!展弦比越大,诱导阻力会越小,升阻比会提高。
但同时,较大的展弦比会降低飞机的机动能力,因为较大的展弦比会使诱导阻力减小,但同时使翼面切向阻力加大。飞机维持平飞时稳定性极好,但一旦需要机动,则翼载和阻力都很大。加速性和超音速性能都很差。
相反,随着后掠角的加大,展弦比会呈现一次函数线性衰减,此时诱导阻力增加,升阻比降低,但飞机在超音速飞行时的性能明显改善,机动性也提高。
所以,对于要求长航程,稳定飞行的飞机而言,需要大展弦比设计。而战斗机多采用小展弦比设计。例如:B-52轰炸机展弦比为6.5,U-2侦察机展弦比10.6,全球鹰无人机展弦比更是高达25;而小航程、高机动性飞机,如歼-8展弦比为2,Su-27展弦比为3.5,F-117展弦比为1.65。
低速飞机设计的关键一是加大升力面积二是减轻重量,通过降低翼载荷实现低速。加大翼展可获得大升力面积但从结构强度考虑将大大增加重量,而仅仅通过加大翼弦获得大升力面积
时整体重量增加较少,所以低速飞机展弦比不宜太大,建议要想以3米/秒或4米/秒飞行的展弦比为4--5,而一般的滑翔机准备以8--10米/秒飞行不太计较重量的话展弦比可做到10以上。这仅是我个人很局限的看法,希望有百家争鸣。
大展弦比表明机翼比较长且窄,小展弦比则表明机翼比较短且宽
短而宽的机翼(低展弦比)诱导阻力较大,适合高速物体
而低速的滑翔机或是长时间、高高度滞空的则多采高展弦比以降低诱导阻力
比如需要长时间飞行的信天翁,翅膀展弦比高,而如隼或老鹰等需要掠食的鸟类,攻击或向下俯冲时收回翅膀以求高速、灵活
如果机翼面积相同,在相同条件下展弦比大的机翼产生的升力也大,因而能减小飞机的起飞和降落滑跑距离和提高机动性
气动布局:
气动布局同飞机外形构造和大部件的布局与飞机的动态特性及所受到的空气动力密切相关。关系到飞机的飞行特征及性能。故将飞机外部总体形态布局与位置安排称作气动布局。简单地说,气动布局就是指飞机的各翼面,如主翼、尾翼等是如何放置的,气动布局主要决定飞机的机动性,至于发动机、座舱以及武器等放在哪里的问题,则笼统地称为飞机的总体布局。气动布局主要决定飞机的机动性,至于发动机、座舱以及武器等放在哪里的问题,则笼统地称为飞机的总体布局。飞机的设计任务不同,机动性要求也不一样,这必然导致气动布局形态各异。现代作战飞机的气动布局有很多种,主要有常规布局、鸭式布局、无尾布局、三翼面布局和飞翼布局等。这些布局都有各自的特殊性及优缺点。
鸭式布局:
鸭式布局,是一种十分适合于超音速空战的气动布局。早在二战前,前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且前翼和机翼可以同时产生升力,而不像水平尾翼那样,平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。在大迎角状态下,鸭翼只需要减少产生升力即可产生低头力矩(称为卸载控制面),从而有效保证大迎角下抑制过度抬头的可控性。早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名。
采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种,一种是不能操纵的,其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流,改善飞机大迎角状态的性能,也利于飞机的短距起降。真正有可操纵鸭翼的战机目前有欧洲的EF-2000(台风)、法国的“阵风”、瑞典的JAS-39等,还有如今我国最先进的三代歼击机歼-10,以及我国最新研制的歼-20。这些飞机的鸭翼除了用以产生涡流外,还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题,同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。在降落时,鸭翼还可偏转一个很大的负角,起减速板的作用。
但是鸭式布局一定程度上会牺牲隐身性能,因此美国追求的极致隐身就让美国放弃了加强机动格斗性能优异的鸭式布局,所以我们看到美国的新一代战机F-22与F-35都没有使用鸭式布局。俄罗斯的最新一代T-50也没使用鸭式布局,而唯有中国在4代战机上大胆尝试,孰优孰劣,还要通过实战考验。
无尾布局: