飞机气动估算及飞行性能计算-课程设计.doc

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1、本科课程设计报告题目飞机气动估算及飞行性能计算学生姓名班级日期目录气动特性估算11.1升力特性估算11.1.1外露翼升力估算11.1.2机身升力的估算31.1.3尾翼的升力估算51.1.4合升力线斜率的计算81.1.5临界马赫数的计算91.2阻力特性的估算111.2.1全机摩擦阻力的估算111.2.2亚音速压差阻力的估算171.2.3亚声速升致阻力特性估算191.2.4超音速零升波阻估算201.2.5超声速升致阻力25飞机基本飞行性能计算372.1平飞需用推力的计算372.1.1不同高度下的推力曲线图(15)402.1.2不同高度的马赫数分布432.1.3飞行包线图(16)442.2定常上

2、升性能442.2.1不同高度下的Vy-Ma（最大上升率）图（17）472.2.2绘制图求解不同飞行高度下的最大爬升角472.2.3升限的确定（读上图可得）482.3爬升时间计算492.3.1亚音速等表速爬升492.3.2超音速等马赫数爬升502.3.3平飞加速段的求解方法50气动特性估算1.1升力特性估算飞机上的升力可表示为：其中：升力系数有：S机翼参考面积q动压1.1.1外露翼升力估算（1）其中机翼的展弦比λ=2.79m翼展l=11.7m机翼的根梢比η=5.48，即机翼面积S=49.24机翼的表面为一梯形，由梯形面积计算公式有：S=可求得：机身最大当量直径d=2.13m,外露机翼面积=3

3、5.21,由几何关系有：解之得=6.05所以，外露翼参数为：===4.65展弦比公式的函数关系可由下面图1确定：图1:机翼升力线斜率计算图其中：外露翼根梢比===4.65机翼相对厚度c=5.1%尖梢比ξ==0.214由机翼的几何参数可知其前缘后掠角，弦线的后掠角可由下式得出：则由读第三幅图。查表时，近似取为1，在ξ影响不大的区域，取线；在影响不大的区域，取与线性插值的结果；在两者交加区域取读取值的平均值。外露翼升力系数在考虑机身的影响后，可以写为：其中修正系数f=1.07机身直径d=2.13m翼展l=11.7m计算图表Ma或0.42.3829390.01900.07410.62.080.0

4、1950.076050.81.560.0210.0819100.02420.094381.21.7246450.02210.086191.42.5474690.021080.0822121.63.2473990.0180.07021.83.8913240.01630.0635724.5033320.01510.058892.25.0949390.01360.053041.1.2机身升力的估算机身升力主要由头部和尾部两部分组成，对于圆柱形状的机身，有：（*）其中机身的升力线斜率头部产生的升力线斜率尾部收缩比==底部面积，尾部形状为锥形，则底部面积为零，从而=0机身面积，即尾部的最大面积修正系

5、数，取决于雷诺数、马赫数、尾部形状、尾翼布局等参数，其值可取0.15—0.20。此处，我们取=0.17可按照下式查图2曲线得出：图2：具有锥形头部旋成体的头部升力计算曲线其中为头部长细比，值为2.93为机身圆柱部分长细比，值为3.94从而计算可得=1.3447进一步可得，再将其带入（*）式即可得机身的升力线斜率另外，如果机身截面形状为椭圆形，则其升力线斜率按照圆柱形进行修正:其中B：机身最大截面的宽度计算图表Ma或查表查表0.40.3128038020.03550.03550.03550.029550.60.2730375430.03600.03600.03600.030050.80.20

6、47781570.03700.03700.03700.03105100.04050.04050.04050.034551.20.2263907710.04600.04600.04600.040051.40.334401330.04800.04800.04800.042051.60.4262797270.04960.05040.0498760.0439261.80.5108064690.05040.05170.05084850.044898520.591143620.05170.05290.0521140.0461642.20.668802660.05180.05380.052490.046

7、541.1.3尾翼的升力估算尾翼分为水平尾翼和垂直尾翼，只有水平尾翼产生升力。尾翼升力线斜率首先按单独机翼的升力线斜率估算方法,计算出单独尾翼的升力线斜率,再进行修正，因此，首先我们计算单独尾翼的的升力线斜率，过程如下：尾翼升力线斜率可以表示为以下参数的函数：其函数关系由之前图1可以查得。其中平尾参数为:外露翼梯形比相对厚度C=3.62%尖梢比ζ=0.224前缘后掠角则弦线的后掠角可由下式求出：从而有查上图1(b)图1(