现代飞行器设计固定翼部分复习题(1)
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组合参数：翼载：WTo/S，kg/m2；推重比：（T/W）To，1ON/kg
6.简述翼载荷和推重比应如何选取。
翼载荷的选取：1.按失速速度确定翼载2.按升限确定翼载3.按起飞距离确定翼载4.按航程确定翼载5.按着陆距离确定翼载6.按航时确定翼载7.按巡航速度确定翼载8.翼载的选取9.按机动过载确定翼载
现代飞行器设计-固定翼部分复习题
1.飞机的研制过程主要有哪几个阶段？
总的来说，飞机的研制阶段一般包括四个时期：设计、试制、批生产、使用和改进改型。
2.正常式布局、鸭式布局、无尾布局各有什么优缺点？
正常式布局是指水平尾翼位于机翼之后的气动布局型式。目前世界上大多数飞机都采用正常式布局。随着边条翼技术和主动控制技术的发展，正常式布局的战斗机也表现出优异的机动性。
4.平尾、垂尾的作用，设计时应满足哪些要求？
平尾的作用：1）保证飞机在重心后限时的纵向稳定性
2）保证飞机在重心前限时的纵向平衡和操纵性
3）对静不稳定飞机，平尾能够提供足够的防止飞机上仰发散的纵向低头力矩
4）与机翼上的操纵面（副翼）一起动作对飞机的横滚进行控制（差动平尾）
平尾设计的基本准则：1）机动时保证飞机达到最大的过载
ˇ能实现三翼面操纵，提高操纵效率和减小配平阻力，充分发挥主动控制技术的潜力
√能更有效的实现直接力控制
√三翼面布局在载荷分配上也更合理
问题：
√漩涡破裂，导致稳定性和操纵性的突然变化
√阻力比二翼面布局要大，超音速状态影响更为明显增加了一个升力面和相应的操纵系统，三翼面布局是否能减轻全机重量仍需进行综合衡量
√尾力臂短，效率不高起降性能差
√不易挥放宽静稳定度技术和主动控制技术的潜力
√着陆拉平时或在改出俯冲时“下沉”
三翼面布局是指飞机机翼前面有水平前翼，后面有水平尾翼的气动布局形式。
它综合了正常式和鸭式布局的优点，经过仔细设计，有可能得到更好的气动特性，特别是操纵和配平特性。
优点
√保持近距鸭式布局利用漩涡空气动力学带来的优点还提高大迎角时的操纵效率，如后缘襟翼、副翼、平尾和方向舵的效率
推重比的选取：1按保证平飞状态确定；2按最大平飞速度推重比确定推重比；3按爬升性能确定推重比；4推重比的选取
7.简述超临界翼型的外形特点及其优缺点。
外形及优点：
缺点：
8.翼型的几何参数（弯度、厚度、前缘半径）对气动特性（零升迎角、升力线斜率、最大升力系数、最小阻力系数）有什么影响？
9.翼型的升致阻力与机翼的升致阻力产生的原因是什么？两者有何区别？
3）起飞着陆和大迎角的平衡能力可能不足
4）平衡阻力可能比常规布局大
5）前缘涡的破裂带来的不稳定
无尾布局是指飞机只有一对机翼的气动布局。一般采用后掠角较大的三角翼，用机翼后缘处的襟副翼作为纵向配平的操纵面。
优点：
√无尾飞机多采用大后掠角三角翼，因而超音速波阻小
√机翼结构强度、刚度较大，结构重量小
缺点：
优点：1）对于静稳定的飞机，鸭翼的平衡力向上，提高了全机的升力。
2）大迎角时鸭翼对机翼产生有利的升力干扰，显著的提高大迎角的升力
3）更均匀和光滑的纵向面积分布，因而可能得到较低的跨音速阻力
4）有较好的失速保护特性
缺点：1）鸭翼产生升力，但也付出诱导阻力的代价
2）超音速时带来更大的阻力代价和操纵能力限制的问题
优点：1）经验丰富，风险低
2）水平尾翼有较大的wk.baidu.com力臂，配平能力较强，配平阻力小
3）如果采用V形尾翼，不仅可以减小摩擦阻力和干扰阻力，还有利于减小飞机的侧向RCS；同时，可以遮挡尾喷口，有利于红外隐身
4）结合边条翼技术，可以有效改善飞机在中到大迎角范围的机动能力，同时可以减缓跨音速波阻的增加，降低超声速波阻
2）对于单发、后体机身近似为圆形的飞机，采用单垂尾比较好
3）对于双发战斗机，后体机身比较宽，采用双垂尾比较有利
4）综合考虑结构的限制、RcS等方面
5.飞机的总体参数有哪些？简述其与飞行性能的关系。
总体参数：推力；升力；阻力；重力。
飞机主要总体参数：√起飞重量：Wo，kg；√翼面积：S,m2；√起飞推力：TTo
3.机翼气动设计应满足哪些要求？
在设计机翼时，应当满足以下要求：
√在起飞、着陆和空中机动状态下有尽可能大的升力及高的升阻比
√在巡航状态和大速度下有尽可能小的气动阻力
√在全包线范围内有良好的纵向及横侧向的操纵和安定特性，特别是在低速时要有线性的俯仰力矩、较高的副翼效率及横向特性
√要满足强度和气动弹性要求，使机翼具有足够的结构刚度和较轻的结构重量及较大的颤振速度
2）在任何重心位置处飞机都是稳定的
3）襟翼放下，处在前重心位置着陆时能配平飞机
4）在前重心起飞时能满足抬前轮的要求
垂尾的作用：1）垂尾是保证飞机横侧稳定性及航向操纵品质的主要部件，垂尾的作用就是要使飞机在整个飞行包线范围内都具有足够的航向稳定性
2）大马赫数飞行时，垂尾效率明显下降，飞机的方向稳定性急剧减小，如果此时飞机受到侧向扰动，会发生侧滑角逐渐增加的发散运动，轻则难于操纵，重则会发生失控
缺点：1）对于静稳定的正常式布局飞机而言，水平尾翼需产生负升力，从而降低飞机的升阻比
2）正常布局飞机的平尾位于机翼的下洗和速度阻滞区内，影响平尾效率
鸭式布局是指水平前翼位于机翼之前的气动布局型式。在大、中迎角时，前翼和机翼前缘同时产生脱体涡，两者相互干扰，使涡系更稳定而产生很高的涡升力，也是一种具有高机动性能的气动布局形式。
垂尾布置型式的选择：大迎角下，平尾失速，产生紊流尾迹，并以大约45°的角度向上扩展。作为经验法则，方向舵至少应有三分之一必须在尾迹之外。
单、双垂尾的选择：1）军用战斗机多强调大迎角的机动性，给垂尾的设计带来了很大的困难，因此很多先进的双发飞机都采用了双垂尾布局。但是究竞哪一种布局更好，还要视具体情况而定
组合参数：翼载：WTo/S，kg/m2；推重比：（T/W）To，1ON/kg
6.简述翼载荷和推重比应如何选取。
翼载荷的选取：1.按失速速度确定翼载2.按升限确定翼载3.按起飞距离确定翼载4.按航程确定翼载5.按着陆距离确定翼载6.按航时确定翼载7.按巡航速度确定翼载8.翼载的选取9.按机动过载确定翼载
现代飞行器设计-固定翼部分复习题
1.飞机的研制过程主要有哪几个阶段？
总的来说，飞机的研制阶段一般包括四个时期：设计、试制、批生产、使用和改进改型。
2.正常式布局、鸭式布局、无尾布局各有什么优缺点？
正常式布局是指水平尾翼位于机翼之后的气动布局型式。目前世界上大多数飞机都采用正常式布局。随着边条翼技术和主动控制技术的发展，正常式布局的战斗机也表现出优异的机动性。
4.平尾、垂尾的作用，设计时应满足哪些要求？
平尾的作用：1）保证飞机在重心后限时的纵向稳定性
2）保证飞机在重心前限时的纵向平衡和操纵性
3）对静不稳定飞机，平尾能够提供足够的防止飞机上仰发散的纵向低头力矩
4）与机翼上的操纵面（副翼）一起动作对飞机的横滚进行控制（差动平尾）
平尾设计的基本准则：1）机动时保证飞机达到最大的过载
ˇ能实现三翼面操纵，提高操纵效率和减小配平阻力，充分发挥主动控制技术的潜力
√能更有效的实现直接力控制
√三翼面布局在载荷分配上也更合理
问题：
√漩涡破裂，导致稳定性和操纵性的突然变化
√阻力比二翼面布局要大，超音速状态影响更为明显增加了一个升力面和相应的操纵系统，三翼面布局是否能减轻全机重量仍需进行综合衡量
√尾力臂短，效率不高起降性能差
√不易挥放宽静稳定度技术和主动控制技术的潜力
√着陆拉平时或在改出俯冲时“下沉”
三翼面布局是指飞机机翼前面有水平前翼，后面有水平尾翼的气动布局形式。
它综合了正常式和鸭式布局的优点，经过仔细设计，有可能得到更好的气动特性，特别是操纵和配平特性。
优点
√保持近距鸭式布局利用漩涡空气动力学带来的优点还提高大迎角时的操纵效率，如后缘襟翼、副翼、平尾和方向舵的效率
推重比的选取：1按保证平飞状态确定；2按最大平飞速度推重比确定推重比；3按爬升性能确定推重比；4推重比的选取
7.简述超临界翼型的外形特点及其优缺点。
外形及优点：
缺点：
8.翼型的几何参数（弯度、厚度、前缘半径）对气动特性（零升迎角、升力线斜率、最大升力系数、最小阻力系数）有什么影响？
9.翼型的升致阻力与机翼的升致阻力产生的原因是什么？两者有何区别？
3）起飞着陆和大迎角的平衡能力可能不足
4）平衡阻力可能比常规布局大
5）前缘涡的破裂带来的不稳定
无尾布局是指飞机只有一对机翼的气动布局。一般采用后掠角较大的三角翼，用机翼后缘处的襟副翼作为纵向配平的操纵面。
优点：
√无尾飞机多采用大后掠角三角翼，因而超音速波阻小
√机翼结构强度、刚度较大，结构重量小
缺点：
优点：1）对于静稳定的飞机，鸭翼的平衡力向上，提高了全机的升力。
2）大迎角时鸭翼对机翼产生有利的升力干扰，显著的提高大迎角的升力
3）更均匀和光滑的纵向面积分布，因而可能得到较低的跨音速阻力
4）有较好的失速保护特性
缺点：1）鸭翼产生升力，但也付出诱导阻力的代价
2）超音速时带来更大的阻力代价和操纵能力限制的问题
优点：1）经验丰富，风险低
2）水平尾翼有较大的wk.baidu.com力臂，配平能力较强，配平阻力小
3）如果采用V形尾翼，不仅可以减小摩擦阻力和干扰阻力，还有利于减小飞机的侧向RCS；同时，可以遮挡尾喷口，有利于红外隐身
4）结合边条翼技术，可以有效改善飞机在中到大迎角范围的机动能力，同时可以减缓跨音速波阻的增加，降低超声速波阻
2）对于单发、后体机身近似为圆形的飞机，采用单垂尾比较好
3）对于双发战斗机，后体机身比较宽，采用双垂尾比较有利
4）综合考虑结构的限制、RcS等方面
5.飞机的总体参数有哪些？简述其与飞行性能的关系。
总体参数：推力；升力；阻力；重力。
飞机主要总体参数：√起飞重量：Wo，kg；√翼面积：S,m2；√起飞推力：TTo
3.机翼气动设计应满足哪些要求？
在设计机翼时，应当满足以下要求：
√在起飞、着陆和空中机动状态下有尽可能大的升力及高的升阻比
√在巡航状态和大速度下有尽可能小的气动阻力
√在全包线范围内有良好的纵向及横侧向的操纵和安定特性，特别是在低速时要有线性的俯仰力矩、较高的副翼效率及横向特性
√要满足强度和气动弹性要求，使机翼具有足够的结构刚度和较轻的结构重量及较大的颤振速度
2）在任何重心位置处飞机都是稳定的
3）襟翼放下，处在前重心位置着陆时能配平飞机
4）在前重心起飞时能满足抬前轮的要求
垂尾的作用：1）垂尾是保证飞机横侧稳定性及航向操纵品质的主要部件，垂尾的作用就是要使飞机在整个飞行包线范围内都具有足够的航向稳定性
2）大马赫数飞行时，垂尾效率明显下降，飞机的方向稳定性急剧减小，如果此时飞机受到侧向扰动，会发生侧滑角逐渐增加的发散运动，轻则难于操纵，重则会发生失控
缺点：1）对于静稳定的正常式布局飞机而言，水平尾翼需产生负升力，从而降低飞机的升阻比
2）正常布局飞机的平尾位于机翼的下洗和速度阻滞区内，影响平尾效率
鸭式布局是指水平前翼位于机翼之前的气动布局型式。在大、中迎角时，前翼和机翼前缘同时产生脱体涡，两者相互干扰，使涡系更稳定而产生很高的涡升力，也是一种具有高机动性能的气动布局形式。
垂尾布置型式的选择：大迎角下，平尾失速，产生紊流尾迹，并以大约45°的角度向上扩展。作为经验法则，方向舵至少应有三分之一必须在尾迹之外。
单、双垂尾的选择：1）军用战斗机多强调大迎角的机动性，给垂尾的设计带来了很大的困难，因此很多先进的双发飞机都采用了双垂尾布局。但是究竞哪一种布局更好，还要视具体情况而定