西工大流体系课程设计满分报告.docx

西北工业大学航空学院 课程设计报告 F-4B战斗机基本气动特性、飞行性能分析 侯雨 2011-3-7  目录 TOC \o 1-2 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc 第一章 课程设计情况简介 PAGEREF _Toc \h 2 HYPERLINK \l _Toc 第一节 摘要 PAGEREF _Toc \h 2 HYPERLINK \l _Toc 第二节 符号 PAGEREF _Toc \h 2 HYPERLINK \l _Toc 第三节 F-4B飞机基本情况 PAGEREF _Toc \h 3 HYPERLINK \l _Toc 第二章 F-4B基本气动特性估算 PAGEREF _Toc \h 4 HYPERLINK \l _Toc 第一节 F-4B升力特性估算 PAGEREF _Toc \h 4 HYPERLINK \l _Toc 第二节 F-4B临界马赫数估算 PAGEREF _Toc \h 12 HYPERLINK \l _Toc 第三节 F-4B零升阻力特性估算 PAGEREF _Toc \h 16 HYPERLINK \l _Toc 第四节 F-4B诱导阻力特性估算 PAGEREF _Toc \h 19 HYPERLINK \l _Toc 第五节 F-4B升阻极曲线估算 PAGEREF _Toc \h 20 HYPERLINK \l _Toc 第六节 F-4B最大升阻比估算 PAGEREF _Toc \h 21 HYPERLINK \l _Toc 第三章 F-4B基本飞行性能估算 PAGEREF _Toc \h 22 HYPERLINK \l _Toc 第一节 F-4B推力特性估算 PAGEREF _Toc \h 22 HYPERLINK \l _Toc 第二节 F-4B飞行包线估算 PAGEREF _Toc \h 28 HYPERLINK \l _Toc 第三节 F-4B爬升性能估算 PAGEREF _Toc \h 32 HYPERLINK \l _Toc 第四节 给定爬升方式时爬升时间的计算 PAGEREF _Toc \h 42 HYPERLINK \l _Toc 第三章 课程设计完成总结 PAGEREF _Toc \h 44 第一章 课程设计情况简介 第一节 摘要 利用公开资料，对美F-4B战斗机的基本气动特性和基本飞行性能进行工程估算。第一部分为基本气动特性估算，包括对全机升力线斜率、临界马赫数、全机零升阻力系数、全机诱导阻力系数、全机升阻极曲线、全机亚声速最大升阻比的估算。第二部分为基本飞行性能估算，包括对全机推力特性、发动机推力决定的飞行包线、爬升性能及给定爬升路线的爬升时间的估算。采用的方法为工程估算方法，并应用数学软件MAPLE12进行估算及作图。 第二节 符号 A——诱导阻力因子 AR——按基本翼 宽度，m CD CD0 CDi CDw CL CLα——升力线 CLαHT——平尾升力线 D——飞机阻力 DAsub DAsup——超声速M e——机翼升力效率因子 l——长度，纵向长度，m L——升力 L/D——升阻比 m——飞机质量 M——马赫数 q——动压 S——面积 SR——基本翼 Swet T——发动机推力 V——速度 ε——平尾处的尾流下洗角 λ——机翼根梢比 Λ——机翼后掠角 η——翼型效率因子 Χ——机翼后掠角 下标 0——自由流，零升力 CRV——曲线值 EXP——翼面外露部分，外露翼 F——机身 Max——最大值 Min——最小值 ref——参考值 VT——垂直尾翼 w——波阻 W——机翼 WB——翼身组合体 wet——浸润面积 第三节 F-4B飞机基本情况 这里进行估算的F-4B是美国海军全天候型。它曾与1965年4月9日窜入我海南岛领空，在我人民空军英勇迎击下，仓皇中发射导弹击落本方飞机。其残骸经过打捞后，我校师生对其进行了测绘，得到了外形几何尺寸；发动机数据则由原航空工业部6院计算得到。以下是F-4飞机的三视图： 图1.3. SEQ 图1.3. \* ARABIC 1 第二章 F-4B基本气动特性估算 第一节 F-4B升力特性估算 1.1 升力特性估算 1.1.1 单独翼面升力线斜率估算 2.1.1.1 估算方法 这里采用文献1中第十一章《气动特性估算》中11.5.2中介绍的翼身组合体升力线斜率估算法进行估算，这里不再赘述。 1.1.1.2计算结果 计算结果如1.1.2中 REF _Ref \h 表2.1. 1所示（单位：弧度-1）： 1.1.1.3 绘制曲线 绘制F-4单独机翼升力线斜率与马赫数关系曲线图如 REF _Ref \h 图2.1. 1所示： 图2.1. SEQ 图2