飞机的气动布局和机翼几何参数

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1、飞机的气动布局与机翼的几何参数   人类向往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。但是由于鸟类飞行机理的复杂性，至今未能对扑翼机模仿成功。   而真正促使人们遨游天空的，也许是受中国风筝的启发，在航空之父凯利的科学理论指导下，将动力和升力面分开考虑，而发明了固定翼飞机。   飞机是二十世纪人类史最伟大的科学成就。是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具，在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。当年李白受安史之乱蒙冤沦为囚犯，被流放到白帝城后，朝廷大赦天下，他立刻返舟东下，重出三峡，欣喜的心情无法言表：   朝辞白帝

2、彩云间，千里江陵一日还。两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。   如果李白乘飞机，不知如何写佳作。是否同意写成如下：   朝辞白帝彩云间，千里江陵一时还。两耳风声鸣不住，轻机已过万重山。人类要想自由飞翔，必须做到：1、必须有良好的气动外形2、必须有轻巧的结构3、必须有相当的动力4、必须达到一定的速度5、必须有机敏的操纵机构6、必须有导航系统与鸟的飞行不同，飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动，而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。如对于水平等速直线飞行而言，从飞机受力条件，有 L＝G   L^V￥  （升力与重力平衡） F

3、＝D   D//V￥ （推力与阻力平衡） M=0             (俯仰力矩保持守恒）飞机产生升力必须具备的条件：（1）有空气（飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力）。此外，喷气发动机的氧气也是取源于空气。（2）必须存在一定的飞行速度（飞机和空气之间要有一定的相对运动，产生空气动力）。（3）要有适当的气动外形、受力大小和飞行姿态。（4）必须存在保持和改变飞行状态的能力。1、飞机的气动布局   不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务，飞机的气动布局是不同的。   何为飞机的气动布局？广义而言：指飞机主要部件的

4、尺寸、形状、数量、及其相互位置。飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身、尾翼（平尾、立尾）、起落架等。按机翼和机身连接的相互位置分为：按机翼弦平面有无上反角分为：按立尾的数量分为：按机翼与平尾的相对纵向位置分为：2、机翼的形状机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的，有后掠的，也有前掠的等等。然而，不论采用什么样的形状，设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使结构重量尽可能的轻。所谓良好的气动外形，是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。美国战术运输机C-130上单翼、平直机翼、4发翼下吊布置、正常式布局F-22猛禽

5、—当今世界最先进的第四代战斗机中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式喷火战斗机—英国第二次世界大战名机下单翼、椭圆形机翼、正常式布局B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒）上单翼、4发翼下吊、后掠翼、正常式布局协和号超声速客机（Ma=2.04）双发三角形机翼布局A380客机远程宽身运输机下单翼、四发翼下吊、后掠翼、正常式布局S37前掠翼战斗机（三翼面布局）一般而言：运输机----多数采用上单翼（便于装货）高亚音速客机---下单翼布局、后掠翼、正常式布局（升阻比大，运行经济，座舱噪声低，视野宽）（在机身下半部放置货物）战斗机----

6、多数采用中或下单翼，三角翼、大后掠翼正常或鸭式布局（速度快、阻力小、机动灵活、失速迎角大）3、坐标系定义x轴：机翼纵轴，沿机翼对称面翼型弦线，向后为正；y轴：机翼竖轴，机翼对称面内，与x轴正交，向上为正；z轴：机翼横轴，与x、y轴构成右手坐标系，向左为正。机翼平面形状      机翼上反角      机翼几何扭转以下是用来衡量机翼气动外形的主要几何参数：翼展：翼展是指机翼左右翼尖之间的长度，一般 用l表示。机翼面积：是指机翼在oxz平面上的投影面积，一般用S表示。翼弦：翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。除了矩形机翼外，机翼不同

7、地方的翼弦不一样，有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。几何平均弦长bpj定义为 展弦比：翼展l和平均几何弦长bpj的比值叫做展弦比，用λ表示，其计算公式可表示为：展弦比也可以表示为翼展的平方与翼面积的比值。展弦比越大，机翼的升力系数越大，但阻力也增大。高速飞机一般采用小展弦比的机翼。根梢比：根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值，一般用η表示，梢根比：是指翼尖弦长b1与翼根弦长b0的比值，一般用ξ表示。上反角---指机翼弦平面和xoz平面的夹角，当机翼有扭转时，则是指扭转轴和xoz平面的夹角。当上反角为负时，就变成了下反角。低

8、速机翼采用一定的上反角可改善横向稳定性。y=+70 --- -30。后掠角：后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。后掠角又包括：前缘后掠角-------机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0表示。后缘后掠角--------机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ1表示。1/4弦线后掠角-