AIAA学习资料-Flight performance部分 宋章辰.docxVIP

1.飞机在各阶段耗油：（暂定）2.飞机的起降性能（草地起降）起飞分为三个阶段，地面滑跑、离地、爬升。根据飞行力学的工程计算公式最大起飞着陆场长为1,200英尺，安全高度50英尺（起飞场长是指滑跑距离加上爬升到安全高度的距离，着陆场长是指从安全高度到停止的距离）干燥路面。（国际标准大气(ISA)+ 10℃）信息：最大场长：365.76m安全高度：15.24m干燥路面摩擦系数f温度25°C下的大气密度地面的重力系数（1）起飞起飞从滑跑到爬升至安全高度：【1】假设1）分为两段：地面滑跑到到达起飞速度，空中爬升至安全高度2）两段均认为是匀加速直线运动3）地面滑跑的阻力估算采取了取平均值的方法【2】计算滑跑距离爬升距离以上，离地速度安全爬升速度安全爬升高度平均阻力系数起飞升阻比【3】约束条件365.76m即由于此轻型运动飞机是单发的，所以不能计算双发飞机单飞失效时的决定继续起飞还是停止的决定速度（2）着陆【1】假设1）分为两段：空中减速至触地，触地地面滑跑2）两段均认为是匀减速直线运动【2】计算滑落距离滑跑距离平均速度降落开始速度触地速度降落升阻比【3】约束条件365.76m在计算飞机的3.飞机的爬升率根据“现代飞机设计”Aircraft DesignProjectsfor engineering studentsLloyd R. JenkinsonJames F. Marchman III基本的飞机运动公式（位于第130页）(T/W)TO = (β/α)[(q/β){CDO/(W/S)TO + k1(W/S)TO}+ (1/V)(dh/dt) + (1/g)(dV/dt)]where (T/W)TO is the take-off thrust loadingα1 = T/TSLSTSLS = sea level static thrust (all engines)β = W/WTOCDO and k1 are coefficients in the aircraft drag equation, see belowD = qS(CDO + k1)(W/S)TO is the take-off wing loading (N/m2)n is the normal acceleration factor = L/Wg = gravitational accelerationV is the aircraft forward speedq is the dynamic pressure = 0.5ρV2(dh/dt) = rate of climb(dV/dt) = longitudinal acceleration其中dh/dt即爬升率为求得最大爬升率认为飞机速度不变，dV/dt不变，所以只需知道阻力系数，飞机此时重量、推力即可4.飞机的滚转率在飞机轴对称，机体坐标系下有如下公式：其中L为滚转力矩，为关于i轴（i=x,y,z）的转动惯量，p、q、r分别为关于x、y、z轴的转动角速度。为副翼面积q为来流动压为修正系数，使得等于等效迎角为副翼偏转角为从机身中轴线(x轴)到副翼的距离k为的三维修正系数所以可以近似为取π对于所要求的180°/s的飞机滚转率我们认为是在q=0,r=0，巡航速度130mph做到的假设滚转自开始一直处于匀加速状态那么为了满足条件有：最终我们有原始数据，飞机参数估算由于选用的GAW-1（又称NASA-LANGLEY LS(1)-0417MOD）为机翼翼型垂尾和平尾为NACA0012同时均认为是密度均匀的，结构总重为739.4512lb-146.6lb（发动机）=592.8512lb我们对此计算的求我们分成机体、机翼、平尾、垂尾，垂尾翼面积为13.277平尾翼面积为24.35乘以0.0815ft得到体积近似为1.08211.9845机翼面积为128.37乘以0.1153ft得到体积近似为14.801061对于机体部分近似为圆柱体22*pi*1^2约为69机总体积估计为88.0679938我们计算平均密度为6.731744127最后计算考虑根梢比水平尾翼根梢比为2，翼根3.52ft垂尾根梢比为2.5，翼根3.966ft机翼根梢比为2.2558，翼根5.09ft对于比如副翼在单侧机翼上长度为3.5m，认为机身轴线到机翼0.3m在巡航速度(130mph约为58.1152m/s)下，计算在大气密度为0.9091kg/m^3（约3000m高度处）时，角度与面积的关系。使用GAW-1翼型论文中选取的副翼效率计算CFD值如图下若副翼打开2°，同时飞机安装角选择2°，则所需宽度为3.275331872m若副翼打开4°，同时飞机安装角选择2°，则所需宽度为1.310132749m若副翼打开6°，同时飞机安装角选择2°