火箭助推滑翔机.doc

火箭助推滑翔机
理论方案设计

作品名称 金火箭

班 级 土木工程131

学 号 5130510015 、 5130510016

学生姓名 王一航 、 金超凡

联系电话 [phone] 13588312614

浙江科技学院大学生力学竞赛组委会

二零一四年九月

方案设计摘要：
滑翔机的上升速度数倍于滑翔速度，而升力由于速度平方成正比，因此，上升时升力大，起飞时必须采用很大的倾侧角，是剩余的升力转化为盘旋飞行的向心力，以便使滑翔机小盘旋上升，如果不采用很大的倾侧角，就会翻筋斗，而损失高度。
特点：
1） 机翼具有0.5度正安装角，改善了滑翔性能；
2） 设计了内机翼外端后缘，微微向下，增加了迎角，使得升力增加，盘旋使得倾斜就减小，从而改善滑翔性能，还可提高模型的吃气流性能，即遇到上升气流时会减小盘旋半径，抓住上升气流不放。

主要结构布局图：

计算简图：
总体受力：

机翼受力：

1.不论什么机翼，其提高升力的实质都是增大机翼上下表面的总压力差。影响升力大小的因素除了机翼本身的尺寸大小之外一个主要的参数就是升力系数，根据风洞和相关试验表明，我们选择和缓的锥形翼与椭圆翼结合的一级上反角翼型，为了避免机翼与气流夹角过大时，一边机翼翼尖过早失速。
经查找机翼的升力满足下列关系式：
其中： ；kg/；,m/s；,；
升力系数是一个比较关键的参数，影响它的因素有：
（1） 翼型
不同的翼型可以使得流过机翼上下表面气流的状态不同，比如速度之类的参数，进而得机翼上下表面具有不同的压力而呈现出压力差，最后体现为整个机翼的升力。
（2）迎角
迎角也就是机翼与水平方向的夹角，很直观地可以看出，当机翼与水平方向具有一定夹角的时候，流向机翼表面的气流产生一个垂直方向上的分力，故不同的迎角对机翼的升力系数是有影响的。
2.阻力
机翼在空气中运动不仅会有升力同时阻力也存在，它主要是由两部分组成，一是空气黏性的作用，二是机翼受到空气的摩擦阻力，另一部分是机翼前后压力差的不同而表现为的阻力。
（1）摩擦阻力
摩擦阻力与物体表面的光滑程度有关，也与空气的状况有关，因此不难看出减小擦阻力对于飞行用的机翼来说就是尽量把表面加工得光滑一些。
（2）压差阻力
这种阻力与机翼的形状有关，同时还与空气的黏性有关，经常性地压差阻力主要是机翼后面会产生涡旋，显然减小压差阻力最直接的方法就是减小机翼后面压力较小的涡旋区，流线型的形状就是一个好的选择。
设计
1. 翼面
我们选择了和缓的锥形翼,从翼根往翼端渐缩，制作难易度中等，合理的翼面应力分布，缓和的翼端失速，特技机最常见的意形式。

2.展弦比（查询相关文献得到）
从雷诺数的观点机翼越宽、速度越快越好，而阻力的存在，使得短而宽的机翼诱导阻力会抵消掉大部分的马力，因此飞机则要有适合的展弦比（经查找： A=L/b（展弦比 A，翼展 L ，平均翼弦 b，L 与 b 单位都是公分）,因为不是矩形翼，我们把右边上下乘以 L，得 A=L2/ S（S 是主翼面积，单位是平方公分）。经过查找文献我们得知展弦比在6—8合适。在这里我们采用的展弦比为7。
滑翔机没有动力，采取高展弦比以降低阻力是唯一的方法。

3.上反角

为力增加飞机飞行时的稳定性，防止飞机侧滑翻滚，我们设计了上反角。但上反角过大会影响方向稳定性。经查询我们采用机翼上反角为14度，这个角度既能保证飞机的稳定性又能提供足够的升力。

发动机基本参数与推力曲线
型号
外形尺寸
mm
总冲
N·S
平均推力
N
最大推力
N
初始质量
g
A6-3
Φ18×70
2.5
3.14
7.7
15
飞行性能估算:

轨迹路线：