火箭助推滑翔机理论方案设计.docx
资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。火箭助推滑翔机理论方案设计作品名称绿慈逸云号滑翔机学校名称杭州电子科技大学信息工程学院学生姓名指导教师联系电话浙江省大学生力学竞赛二零一四年十月资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。目 录1设计背景 .32设计任务 .33飞行原理 .43.1飞行升力 .43.2飞行阻力 .53.3影响飞行的升力和阻力的因素.64设计方案 .7资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。4.1机身设计 .74.2机翼设计 .74.2.1机翼形状 .74.2.2展弦比 .84.2.3上反角 .94.3尾翼设计 .95最终方案 .10方案一 .10方案二 .12资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。6载荷分析 .137了解与制作过程 .158设计收获小结 .179参考文献 .181设 计 背 景滑翔机是一种没有动力装置 , 重于空气的固定翼航空器。它能够由飞机拖曳起飞 , 也可用绞盘车或汽车牵引起飞 , 更初级的还可从高处的斜坡上下滑到空中。在无风情况下 , 滑翔机在下滑飞行中依靠自身重力的分量获得前进动力 , 这种损失高度的无动力下滑飞行称滑翔。在上升气流中 , 滑翔机可像老鹰展翅那样平飞或升高 , 一般称为翱翔。滑翔和翱翔是滑翔机的基本飞行方式。为了多方面培养大学生的创新思维和实践动手能力 , 激发大学生学习力学与相关专业知识的热情 , 活跃校园学术氛围 , 培养团队协作精神 , 促进浙江省高校大学生相互交流与学习 , 经研究决定举行浙江省第一届大学生力学竞赛。我队积极响应省与学资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。校的号召 ,组队参加该模型飞机设计制作竞赛。2设计任务利用指定的材料 , 设计并制作火箭助推的滑翔机 , 利用飞行试验检验滑翔机在火箭推力 ( 或者牵引力 ) 和空气动力等载荷作用下的飞行性能。a. 飞行过程中有明显的火箭和滑翔机的分离过程 ;b. 分离后滑翔机有明显的滑翔姿态并滑翔着陆 ;c. 分离后火箭飘带展开正常并完整飘落着陆 ;d.使飞行时间尽量长有较长的滑翔时间。3飞行原理1、 飞行升力 :由机翼产生 ,尾翼一般产生负升力,飞机其它部分产生的升力很小,一般不考虑。从上图我们能够看到:空气流到机翼前缘,分成上、下两股气流 ,分别沿机翼资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。上、 下表面流过 , 在机翼后缘重新汇合向后流去。机翼上表面比较凸出 , 流管较细 , 说明流速加快 , 压力降低。而机翼下表面 , 气流受阻挡作用 , 流管变粗 , 流速减慢 , 压力增大。这里我们就引用到了上述两个定理。 于是机翼上、 下表面出现了压力差 , 垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力。这样重于空气的飞机借助机翼上获得的升力克服自身因地球引力形成的重力 , 从而翱翔在蓝天上了。机翼的升力满足下列关系式:L1V 2 SCl2其中 :L升力， N空气密度kg/ m2V飞机与气流的相对速度,m/sS 机翼面积 , m 22 、 飞行阻力 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1. 摩擦阻力空气的物理特性之一就是粘性。当空气流过飞机表面时, 由于粘性 ,空气同飞机表面发生摩擦 , 产生一个阻止飞机前进的力 , 这个力就是摩擦阻力。摩擦阻力的大小 , 决定于空气的粘性 , 飞机的表面状况 , 以及同空气相接触的飞机表面积。空气粘性越大、 飞机表面越粗糙、 飞机表面积越大 , 摩擦阻力就越大。2. 压差阻力人在逆风中行走 , 会感到阻力的作用 , 这就是一种压差阻力。这种由前后压力差形成的阻力叫压差阻力。 飞机的机身、 尾翼等部件都会产生压差阻力。3. 诱导阻力升力产生的同时还对飞机附加了一种阻力。这种因产生升力而诱导出来的阻力称为诱导阻力 , 是飞机为产生升力而付出的一种”代价”。其产生的过程较复杂这里就不在详诉。4. 干扰阻力它是飞机各部分之间因气流相互干扰而产生的一种额外阻力。这种阻力容易产生在机身和机翼、机身和尾翼、机翼和发动机短舱、机翼和副油箱之间。以上四种阻力是对低速飞机而言 , 至于高速飞机 , 除了也有这些阻力外 , 还会产生波阻等其它阻力。3、 影响飞行的升力和阻力的因素:1. 迎角对升力和阻力的影响相对气流方向与翼弦所夹的角度叫迎角。在飞行速度等其它条件相同的情况下 , 得到最大升力的迎角角范围内增大迎角 , 升力增大 : 超过临界临界迎角后迎角增大 , 阻力也越大 , 迎角越大 , 阻力增加越多 :, 叫做临界迎角。在小于临界迎, 再增大迎角 , 升力反而减小。超过临界迎角 , 阻力急剧增大。2. 飞行速度和空气密度对升力阻力的影响飞行速度越大升力、 阻力越大。升力、 阻力与飞行速度的平方成正比例 , 即速度增大到原来的两倍 , 升力和阻力增大到原来的四倍 : 速度增大到原来的三倍 , 胜利和阻力也会增大到原来的九倍。空气密度大 , 空气动力大 , 升力和阻力自然也大。空气密度增大为原来的两倍 , 升力和阻力也增大为原来的两倍 , 即升力和阻力与空气密度成正比例。
