1、模型飞机课程介绍 分成5组，每组最多6人，推选组长1名 1天内提出设计目标 2周时间内完成一架模型飞机设计制作 材料：KT板，20A电调，无刷电机 考核方式：设计报告50%(每人单独提交报告，相似率过高不合格),飞行表演50%推荐读物 http:/.au/xstd_files/Jon%20Dansie%20Model%20Aircraft%20Design.pdf 飞机总体设计顾诵芬 北航出版社2001 Aircraft design:a conceptual approach,D.P.Raymer 1992,AIAA 其他读物 Aircraft flight:a description of
2、 the physical principles of aircraft flight,4th edition,Barnard and Philpott,Pearson固定翼模型飞机固定翼模型飞机 控制 升降舵：俯仰 副翼：滚转 方向舵：方向 油门：速度操作手控制选择你的飞机 目的：普通娱乐飞行 特技飞行 竞速。确定机翼大小 机翼大，升力大 同时，阻力也大单翼还是双翼？Curtiss JN-4 Jenny 什么是展弦比参考面积S翼展b展弦比尖梢比前缘后掠角展弦比aspect ratio模型飞机:6-8展弦比无限长机翼没有翼尖影响有限长机翼有翼尖影响有限长机翼有翼尖影响诱导阻力诱导阻力和升力平方
3、成正比和升力平方成正比根梢比(1/)当升力曲线类似椭圆时诱导阻力最小 跟梢比(taper ratio)=1，平直机翼，易制作，翼尖升力大，诱导阻力大 2.2，可产生类似椭圆形升力分布，诱导阻力小“喷火式”战斗机机翼喷火式 Spitfire P51北美野马 Mustang机翼相对机身位置上单翼High wing中单翼Middle wing下单翼Low wing上反角Dihedral 增加横向稳定性机翼迎角 安装迎角 在3度以内内洗和外洗机翼形状 后掠角Sweep 超声速或者跨声速飞行器降低波阻最大马赫数前缘后掠角机尾机尾的作用 提高稳定性和控制姿态 Stability and control机尾
4、1 形状十字三立尾固定尾撑倒v固定尾撑环形常规 70%飞机常规尾 可满足大多数飞行器需要T型尾 重，矮 水平尾远离机身，工作效率高 大迎角失速后易失效“Stylish”普通状态大迎角失速十字尾 水平尾翼效率高 垂直尾翼不必加强H型 垂直尾翼不受机身影响 比普通机尾重B25 MitchellA10三立尾 Triple tail 垂尾面积大Lockheed C121 ConstellationBoeing 314V型 好处：尾翼面积小 坏处：偏航和升降混控 问题：偏航操作引起反方向滚动倒V型 解决了偏航操作引起反方向滚动问题Y型 V型加上小垂尾F4 鬼怪双立尾 大面积 低高度 舵面远离飞机中轴线固
5、定尾撑 重 适合发动机尾推倒V固定尾撑尾翼3 大小水平尾翼垂直尾翼展弦比根梢比机身长度 Length=a WoC尾翼大小 尾翼容积比重心副翼(aileron)舵面大小副翼展长/翼展副翼弦长/机翼弦长副翼(aileron)展长不应太大 要留给襟翼(flap)空间。Flaps提高CLmax舵面 展向：舵面占弦长比例不变Aileron reversal副翼反效 典型的气动弹性问题之一 使用inboard aileron舵面颤振 control surface flutter 另一经典气动弹性问题飞行 安定性安定性 静安定 受扰动后，不需要飞行员干预，自动复原 动安定 受扰动后，恢复的过程是收敛的平衡
6、状态*图片摘自 An introduction to the aerodynamics of flight,Talay 1975分类 纵向安定 方向安定 横侧安定纵向：静中性纵向：静不稳定纵向：静稳定、动稳定纵向：静稳定，动中性纵向：静稳定、动不稳静稳定性和动稳定性纵向稳定性：重心和气动焦点位置 压强分布 和 气动焦点压强分布受翼型、Re、粗糙度等因素影响Pressure center 压心：压强合力（气动力）通过位置气动力和压心随迎角变化。低速时，围绕距前缘c/4位置的俯仰力矩不随迎角变化，这点被称为气动中心aerodynamic centerhttp:/www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/ac.html纵向稳定性：重心位置方向稳定性 directional stability增加方向稳定性 加背鳍dorsal fin，而不是提高尾翼高度 螺旋桨会降低方向稳定性 Rudder offset上反角增加横侧稳定性上单翼增加横向稳定性后掠角增加横向稳定性合理安排重心位置方向稳定性和横向稳定性相互作用
