模型飞机飞行调整原理

《模型飞机飞行调整原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、模型飞机飞行调整原理摘编自《航空模型》1982年第三期P20-22原著 谭楚雄一、俯仰力矩平衡从图1可以看出，模型飞机的各种力（以及这些力的延长线），只要不通过重心，就会产生使模型绕横轴转动的力矩。使模型抬头的，叫抬头力矩；使模型低头的，叫低头力矩。这一对力矩决定着模型的俯仰运动。所谓俯仰平衡，就是抬头力矩和低头力矩相等而抵消。这样模型才能正常飞行。在飞行中，由机身、机翼、水平尾翼和起落架等部件的阻力而产生的俯仰力矩较小，而且均不发生变化或变化甚微，一般不作为调整的因素。但由机翼和水平尾翼的升力而产生的力矩往往作为主要成份，而且又都随迎角不同而变化，是观察和调整俯仰平衡的主要因素，所

2、以要着重研究它们（图1）。机翼和水平尾翼的力矩平衡可以采取三种方式来满足：一种是机翼升力通过重心，水平尾翼不产生升力，它们对重心的力矩都等于零（图2）。第二是机翼压力中心在重心之后，机翼升力产生低头力矩。水平尾翼产生负升力形成抬头力矩。两个力矩也可以达到平衡（图2）。第三是机翼压力中心在重心之前，机翼产生抬头力矩。尾翼也产生升力，形成低头力矩。两上力矩也可以达到平衡（图2）。根据重心的位置可以估计是那一种平衡方式：重心在百分之三十弦长以前的，多半是第二种；重心在百分之四十弦长以后的，多半是第三种；在这中间的可能是第一种平衡方式。 竞时模型飞机都采用第三种平衡方式，这样可以利用水平尾翼

3、的升力，提高模型飞机的空气动力性能。下面进一步讨论这种平衡方式的条件。　　对于采用第三种平衡方式的竞时模型飞机。正常情况，机翼的抬头力矩等于机翼（Y机翼）乘以机翼压力中心到重心的距离（1）。水平尾翼的低头力矩等于水平尾翼的升力（Y平尾）乘以尾力臂（L）（图2）。俯仰平衡时必须使这两个力矩相等（如用相反符号，平衡条件是力矩之和等于零，我们不进行复杂计算，只考虑力矩的绝对值）。即Y机翼*l=Y平尾*L分别代入升力公式后得：(1/2)CywingρV^2Swing=1/2CytailρV^2Stail机翼、水平尾翼的速度粗略地当作相同(编者按：实际平尾当地速度约为机翼速度的0.8~0.95

4、,根据尾翼相对机翼的位置不同而不同；今后将祥述)。约简后得： Cywing*Swing*Lwing=Cytail*Stail*Ltail这就是保证俯仰平衡的条件。这是CY机翼是机翼的升力系数，S机翼表示机翼的面积，CY平尾表示水平尾翼的升力系数，S平尾表示水平尾翼的面积。升力系数、翼面积和力臂就是决定平衡的三要素，也就是调整俯仰平衡的基本手段。假如抬头力矩过大（CywingSwingLwing>CytailStailLtail？），调整的方法是减小式子左边（或加大式子右边）的一个或几个因素，使之达到平衡。假如低头力矩过大，就采取相反调整方法。这些调整因素中，一般不采取改变面积的做法。

5、例如低头力矩过大，增大机翼面积或减小水平尾翼面积都可以达到调整的目的。但是改变面积十分麻烦还可能不符合规则。改变力臂（1或L）是常用的另一种调整方法。具体的做法是移动重心：重心前移，相当于减小1增大L，使抬头力矩（Y机翼1 ）减小，低头力矩（Y平尾L）加大；重心后移，相当于增大1减小L，因而增大了抬头力矩，减小了低头力矩。当然，是否采用这种方法，还要考虑到配重是否方便，是否采用这种方法，还要考虑到配重是否方便，是否超重以及安定性等问题。改变升力系数是经常采用的调整方法。具体的做法是改变安装角。加大机翼安装角可以增大抬头力矩，加大水平尾翼的安装角可以增大低头力矩，反之亦然。这里要特别指

6、出，改变安装角的大小并不等于改变迎角的大小。有时水平尾翼减小安装角后，模型飞机的迎角反而增加了。这是一个比较复杂又比较重要的问题，有必要展开讨论一下。二、迎角迎角是翼弦同相对气流的夹角（图3），这在字面上、在插图上甚至在风洞实验中是十分简单明了的。可是在实际中就不那么简单了，往往使人模糊不清。例如，有人把安装角误认为就是迎角；有人甚至误认为爬升时迎角就大，下滑时迎角就小。这些都是不对的。不能把安装角、爬升角与迎角混凝土淆起来。要搞清迎角定理的真正含义，还应懂得模型飞机在飞行中的迎角是怎样确定的。为此再回到俯仰平衡公式：CywingSwingLwing=CytailStailLtail

7、，稍加整理后公式就可定作：Cywing/Cytail=StailLtail /SwingLwin对于一架具体的模型飞机来说，翼面积、重心位置和平尾力臂等数值是已定的，即是StailLtail /SwingLwin一个常量。为了保持平衡，两个升力系数之比Cywing/Cytail也必须等于这个常量。例如，一架国际级牵引模型飞机，机翼面积为29平方分米，水平尾翼面积为5平方分米，机翼力臂0.4分米，尾力7分米，则StailLtail /SwingLwin =3