飞机气动布局设计简介资料.ppt

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1、南昌航空大学飞行器工程学院课堂设计飞机气动布局设计简介课程概述课程性质地位作用主要内容飞机气动布局设计简介飞机的概念气动布局气动布局的定义气动布局的形式气动布局的设计机翼设计机身设计稳定面设计操纵面设计进气道和机体综合设计喷管和后机体综合设计外挂物布局设计飞机气动布局设计的整体知识飞行器的分类飞行器：在大气层内或大气层外空间（太空）(含环地球空间、环行星空间和行星际空间)飞行的器械。航空器：在大气层内飞行的飞行器。如气球、飞艇、飞机等。近空间航空器：在近空间（高度20km～100km的近地空间）内飞行的飞行器。如高空长航时无人

2、驾驶飞机。航天器：主要在太空飞行的飞行器。如人造地球卫星、载人飞船、空间探测器等。跨大气层飞行器：既能在大气层内飞行又能在大气层外飞行的飞行器。如运载火箭和航天飞机等。飞机的组成飞机的组成机载设备：由计算机控制的、复杂的、功能先进的管理、通信、导航、仪表等多门类系统飞机气动布局:飞机空气动力的总体设计，通常指飞机各主要气动部件的气动外形及其相对位置的设计与安排。飞机气动布局的定义气动部件机翼水平前翼水平尾翼垂直尾翼主气动部件辅助气动部件主要的气动布局形式:常规布局鸭式布局无尾或飞翼布局三翼面布局飞机气动布局的形式常规布局Su-

3、27F-22常规布局：将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面、飞机尾部的气动布局形式。又称之为正常式布局。鸭式布局JAS-39J-10鸭式布局：将飞机的俯仰主操纵面（水平前翼）放在机翼之前的气动布局形式鸭式布局的优缺点最主要的优点:受力合理增加升力减小阻力最主要的缺点:鸭翼失速问题横向操纵效率不高无尾（飞翼）布局B-2幻影2000无尾布局：飞机没有水平前翼，也没有水平尾翼或垂直尾翼的气动布局形式。无尾布局的优缺点最主要的优点:无尾布局飞机的重量最轻结构和制造相对简单成本和价格较低最主要的缺点:飞机的纵向操纵和配平仅仅靠机翼后

4、缘的升降舵来实现，则由于力臂较短，操纵效率不高。在起飞着陆时，增加升力需升降舵下偏较大角度，由此带来下俯力矩，为配平又需升降舵上偏，因而限制了飞机的起飞着陆性能三翼面布局S-37机翼前面有水平前翼（鸭翼），机翼后面有水平尾翼Su-33三翼面布局的优缺点最主要的优点:气动载荷分配上也更加合理综合常规布局和鸭式布局的优点最主要的缺点:漩涡破裂，产生非线性的气动力小迎角时的阻力比两翼面的要大飞翼布局B-2飞机只有机翼的气动布局形式。飞翼布局的优缺点优点:一体化飞行器的优势内部空间的一体化翼身的相互融合无尾优势减小飞机的重量减小阻力提

5、高隐身性缺点:纵向和航向都不易稳定机翼设计机翼的功用：产生升力需满足对要求：飞行性能的设计要求强度和气动弹性要求机翼设计包括:翼型平面形状几何参数弯扭增升装置YX翼型翼型：平行于飞机对称面的翼剖面平凸形双凸形对称形圆弧形菱形图1-3翼型的中弧线和翼弦弦长翼弦后缘前缘弦长相对弯度、相对厚度、前缘半径、后缘角弦长：弦线被前、后缘所截线段的长度相对弯度：翼型中弧线与翼弦之间的距离叫弯度。最大弯度与弦长的比值，叫相对弯度。相对弯度的大小表示翼型的不对称程度。相对厚度：上下翼面在垂直于翼弦方向的距离叫翼型厚度。翼型最大厚度与弦长的比值，

6、叫翼型的相对厚度。前缘半径：翼型前缘处的曲率半径称为前缘半径。后缘角：翼型上下表面在后缘处切线之间的夹角。翼型参数的定义机翼的平面形状平直机翼A-10后掠机翼B-52双后掠机翼Mig-23三角机翼Mig-21双三角机翼J-7E菱形机翼YF-23前掠机翼S-37曲线前缘机翼英国“火神”战略轰炸机机翼的几何参数参考面积展长翼根弦长翼尖弦长展弦比根梢比前缘后掠角安装角扭转角上（下）反角机翼相对于机身的垂直位置边条翼边条翼：在中等后掠角、中等展弦比的机翼根部前缘加装一大后掠角尖前缘的细长翼所形成的复合机翼称为边条翼。在边条翼中，原后掠

7、翼称为基本翼，附加的细长前翼称为边条。边条翼气动特点优点：增加升力减小阻力缺点：在小迎角范围内，其升阻特性不如基本翼好力矩随迎角的变化呈非线性机翼的增升装置增升装置：如果把机翼的前、后缘做成可活动的舵面，则其可改变机翼剖面弯度和机翼面积，增加飞机升力，改善飞机飞行性能。这种可增加飞机升力的活动舵面称为增升装置或襟翼。襟翼一般分为前缘襟翼后缘襟翼机翼的增升装置增升装置前缘襟翼后缘襟翼普通襟翼前缘缝翼前缘涡襟翼克鲁格襟翼开裂襟翼单缝襟翼多缝襟翼吹风襟翼简单襟翼双缝襟翼改变机翼剖面弯度改变机翼面积方式前缘襟翼后缘襟翼机身设计机身的功

8、用：装载乘员、机载设备、动力装置及燃油等将各翼面连成一体机身设计需考虑的因素:机身最大截面、长细比、外形曲线；机头外形、截面形状、长细比、弯度；座舱盖风档形状、风档后掠角、座舱盖截面和长细比；进气道和机体综合设计；后机身和尾喷管综合设计，跨音速面积律修形；翼身整流，包括机翼、