滑翔机理论设计方案修改15151

火箭助推滑翔机理论方案设计

目录

摘要 (3)

1 滑翔机结构布局图 (4)

2 滑翔机设计与计算 (5)

2.1计算简图 (5)

2.1.1比赛大气状况估计 (5)

2.1.2飞行面的设计 (5)

2.1.3飞行面的计算 (6)

2.2 定量、定性分析................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1机翼设计..................................................... 错误！未定义书签。

2.2.2尾翼设计..................................................... 错误！未定义书签。

2.2.3机身设计..................................................... 错误！未定义书签。

2.2.4展弦比的确定............................................. 错误！未定义书签。

2.2.5上反角的确定............................................. 错误！未定义书签。

2.2.6迎角的确定................................................. 错误！未定义书签。

2.2.7配重............................................................. 错误！未定义书签。

2.2.8强度校核..................................................... 错误！未定义书签。

2.2.9机翼边缘和尖端......................................... 错误！未定义书签。

2.2.10滑翔机调试............................................... 错误！未定义书签。

2.2.11实际制作中注意事项............................... 错误！未定义书签。

3 滑翔机的载荷分析.......................................................... 错误！未定义书签。

3.1滑翔机整体受力分析............................................ 错误！未定义书签。

3.1.1受力分析..................................................... 错误！未定义书签。

3.1.2模型飞机的俯仰平衡............................... 错误！未定义书签。

3.1.3模型飞机的横向平衡................................. 错误！未定义书签。

3.2载荷分析................................................................ 错误！未定义书签。

3.3飞行性能估算........................................................ 错误！未定义书签。总结与体会 (8)

参考文献 (9)

摘要

根据竞赛组委会提供的发动机总冲和竞赛规则要求，我们设计了机翼面积为378平方厘米，翼展为540毫米，展弦比7.2，一折上反角为约10度，二折上反角为约25度的双折固定翼滑翔机。机翼翼型为平凸机翼。迎角为1.6度，以提高升力系数。根据机翼面积，通过分析计算设计了水平尾翼与垂直尾翼的尺寸。为减轻滑翔机质量，我们对机翼进行了打磨变薄流线型设计，减少在火箭推进滑翔过程中产生的空气阻力，使滑翔机裸机总质量控制在27克左右。我们将30g 的配重置于机身，以加强机翼的调节能力，以及平衡性。利用PROE，CAD,等软件绘图并估算飞机各项性能指标，分析了飞机发射时和发射后的受力状况，进行了材料强度校核。本次火箭助推滑翔机的设计与制作属于模型飞机竞时赛，我们制作的模型具有良好的飞行姿态和滑翔稳定性，能在高空保持低速盘旋的状态。飞行高度估计25米左右，留空时间可以达到40-60秒。

关键: 二折固定翼滑翔机，主翼，副翼，上反角，展弦比，配重、迎角

1 滑翔机结构布局图

图1-1结构布局示意图

图1-2滑翔机示意图

2 滑翔机设计与计算

2.1计算简图

2.1.1比赛大气状况估计

因为每个地区存在不同气流、稳定、湿度、场地等原因，所以要提前对比赛场地进行调查，对飞机进行适当的调整。本次我们的比赛场地是宁波大学。以下是比赛近期风速走向图（图片来自中国气象网）

图2-1近期风速走向图

根据以上的图标，我们试飞当天因为天气状况多云，风力3级左右，我们对我们的主翼折角取10度，有利于飞机的飞行。

2.1.2飞行面的设计

滑翔机有三个飞行面：机翼、水平尾翼和垂直尾翼。对于任一架滑翔机来说，机翼是最重要的飞行面。机翼的大小、形状和剖面决定着滑翔机的性能。机翼面积A w取决于所使用的模型火箭发动机总冲(或型号)，对于该次比赛的发动机型号表所示如图：

火箭发动机参数

图2-2总冲与质量关系图

上图中阴影线表示每一冲量所对应的可能机翼面积范围和每一机翼面积所对应的滑翔和发射质(重)量变化,该机飞行留空时间较长,并且考虑到火箭助推存在高速环境，为减少升空阻力，通过查阅资料，将机翼截面形状设计成流线型设计图如下:

2.1.3飞行面的计算

该滑翔机的几何尺寸如上图所示，翼展（w s ）为540mm ，机翼跟弦（WR c ）75mm ，机翼尖弦（WT c ）65 mm ，水平尾翼翼展（s s ）140 mm ，水平尾翼跟弦（sR c ）65mm, 水平尾翼尖弦（sT c ）40mm,垂直尾翼高（f S ）40mm,垂直尾翼跟弦（fR c ）60mm, 垂直尾翼尖弦（fT c ）35mm,。

由以上参数可以得：

机翼面积 23785402

65752cm S C C A W WT WR W =⨯+=⨯+=

水平尾翼面积 25.73140240652cm S C C A s ST SR

s =⨯+=⨯+= 垂直尾翼面积 219402

35602cm S C C A f fT

fR f =⨯+=⨯+=