第七章助推火箭滑翔机

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2016第十八届“飞北”教育竞赛活动竞赛规则

2016第十八届“飞北”教育竞赛活动竞赛规则

第十八届“飞向北京-飞向太空”全国青少年航空航天模型教育竞赛活动竞赛规则二〇一六年二月目录第一章总则 (1)第二章竞时项目通则 (2)2.1. 计时 (2)2.2. 比赛时间 (2)2.3. 成绩评定 (2)2.4. 竞时项目场地示意图 (2)第三章竞时项目细则 (3)3.1.“翼神”橡筋动力扑翼机竞时赛 (3)3.2.“轻骑士”橡筋动力滑翔机竞时赛 (3)3.3.“红雀”橡筋动力飞机竞时赛 (3)3.4.“小飞龙”弹射飞机竞时赛 (3)3.5.“创新号”弹射飞机美化竞时赛 (3)3.6.“米奇一号”电动自由飞竞时赛 (3)3.7.“神鹰”火箭助推滑翔机竞时赛 (4)3.8.“东风一号”火箭带降竞时赛 (4)3.9.“飞天梦”火箭伞降竞时赛 (4)3.10.“嫦娥一号”火箭柔性翼滑翔机竞时赛 (4)3.11.电动纸折飞机竞时赛(兼项项目) (4)3.12.悬浮纸飞机靶标竞时赛(兼项项目) (4)3.13.飞翼滑翔机冲浪竞时赛(兼项项目) (5)第四章竞距项目细则 (6)4.1.“黄鹂”手掷飞机直线距离赛 (6)4.2.仿真纸飞机航母着舰积分赛 (7)4.3.“神箭”火箭50米打靶赛 (7)4.4.水火箭打靶赛(兼项项目) (8)4.5.纸折飞机直线距离赛(兼项项目) (9)4.6.纸折飞机奥运五环靶标赛(兼项项目) (9)4.7.“奔月”手掷飞机三人接力团体赛(兼项项目) (10)第五章线操纵和遥控项目通则 (11)5.1.比赛轮次及成绩评定 (11)5.2.着陆点确认 (11)5.3.模型的频率 (11)第六章线操纵和遥控项目细则 (11)6.1.“空中战士Ⅱ”线操纵飞机积分赛 (11)6.2.“美嘉欣”遥控四轴飞行器竞时赛 (12)6.3.“天戈”遥控模型障碍赛 (13)6.4.“卡博”仿真遥控飞机绕标竞速赛 (14)6.5.“山鹰X”遥控滑翔机定点赛 (15)6.6.“美利达”遥控飞机追逐赛 (16)6.7.遥控纸飞机穿龙门赛 (17)第七章模拟遥控项目通则 (18)7.1.模拟遥控飞行竞赛的一般规定 (18)7.2.成绩评定 (18)7.3.模拟遥控飞行的最低配置(参考) (18)第八章模拟遥控项目细则 (18)8.1.模拟遥控固定翼飞机自动停车定点着陆赛 (18)8.2.模拟遥控直升机超低空穿越障碍赛 (19)第九章附则 (19)第一章总则(一)各参赛队领队和教练员负责本队的训练和竞赛组织工作,教导本队自觉遵守竞赛规程、规则,服从竞赛组委会和裁判委员会的安排,同时做好本队的纪律、安全、文明行为、环境卫生等教育工作。

科学故事5篇精彩集锦

科学故事5篇精彩集锦

科学故事5篇精彩集锦科学的世界是神秘的,亦是需要探索的,阅读科学故事,可以帮助锻炼⾃⾝的⼤脑思考能⼒以及逻辑思维能⼒。

⼤家带来⼀些关于科学故事5篇精彩集锦,供⼤家参考。

科学故事5篇精彩集锦1⽔雷的发明中国⼈于公元1374年发明了⽔雷,⽔雷由熟铁精巧地制成。

这⽔雷⽐拉巴德献伊丽莎⽩⼥王的欧洲最早的⽔雷制作计划早⼆个世纪。

在1856年,中国⼈在⼴州河上抗击英军时也使⽤了⽔雷。

另外,中国⼈于公元1103年,中国⼈发明了烟⽕,并且最先在庆典和祭祀的仪式上放烟⽕。

公元1187年以前中国⼈发明了⼿榴弹(当时多为猎⼈使⽤)。

中国⼈于公元1221年以前发明了照明弹。

它是软壳,在空中爆炸,像⽕⼀样产⽣颜⾊。

1293年中国⼈⼜发明了铁壳炸弹,⽤铁壳代替软壳以后,炸弹的杀伤⼒更强了。

再者,中国⼈于公元1230年发明了炸药,在世界上最先利⽤⽕药制成炸弹,⽤于爆破砖⽯砌筑的防御⼯事和城墙。

欧洲⼈则到公元1314年才开始使⽤炸药。

还有,中国⼈于公元1277年发明了地雷。

当时“粪弹”的使⽤更是地雷⽽⾮炸弹。

到14世纪中国有了地雷⽹,即连环雷。

中国有⼀种地雷的触发装置似乎燃发枪的前⾝,这⾄少可以追溯到1360年。

⽽欧洲第⼀⽀燃发枪直到1547年才出现。

科学故事5篇精彩集锦2测地卫星以往,⼈们对⼤地的测量是通过实地勘测和航海测量完成的。

但对于那些⼈类难以涉⾜的地带⼜该怎么办呢?第~次世界⼤战后,⼈们在飞机上安装了专⽤照相机进⾏航拍,⼀幅幅地⾯图像清晰可见,但因受⾼度限制,每⼀幅照⽚的拍摄⾯积只有900平⽅公⾥左右,若将整个地球⽤⼀幅幅照⽚拍摄下来,再进⾏连接、确认,其⼯作的繁杂性是可想⽽知的。

⼈们在继续思考、努⼒。

终于,⼈造卫星的诞⽣实现了⼈类多年的愿望。

测地卫星可⽴⾜空间,使⽤遥感技术将半个地球L的任何⼭脉、河流的分布、云层、海流的动态以及春、夏、秋、冬的景⾊变化拍成⼀幅照⽚,供⼈类观察、研究。

在⼈们的视线⾥,地球表⾯不再神秘了。

滑翔机设计说明书

滑翔机设计说明书

火箭助推滑翔机理论方案设计作品名称火箭助推滑翔机学校名称衢州学院学生姓名张奇,吕宁帅,刘志浩指导教师王涛联系电话目录1 设计背景 (3)2 设计任务 (4)2.1 外观 (4)2.2 飞行时间 (4)3 飞行原理 (5)3.1 升力 (5)3.2 阻力 (6)4 设计方案 (9)4.1 机身设计 (9)4.2 机翼设计 (9)4.2.1 机翼形状 (9)4.2.2 展弦比 (9)4.2.3 上反角 (10)4.3 尾翼设计 (11)5 尺寸计算 (12)5.1机身尺寸 (13)5.2机翼尺寸 (13)5.3尾翼尺寸 (13)5.4位置尺寸 (14)6 载荷分析 (15)7 过程论述 (16)1 设计背景为了多方面培养大学生的创新思维和实践动手能力,激发大学生学习力学与相关专业知识的热情,活跃校园学术氛围,培养团队协作精神,促进浙江省高校大学生相互交流与学习,经研究决定举行浙江省首届大学生力学竞赛。

我队积极响应省与学校的号召,组队参加该模型飞机设计制作竞赛。

2 设计任务2.1 外观外观要求尽量对称、光洁,比例适宜给人以完美的视觉感官。

2.2飞行时间使飞行时间尽量长有较长的滑翔时间。

3 飞行原理3.1 升力不论什么机翼,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,机翼的升力满足下列关系式:l SC V L 221ρ=其中:N L 升力,=空气密度=ρkg/2m飞机与气流的相对速=V ,m/s机翼面积=S ,2m机翼升力系数=l C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。

火箭助推滑翔机的飞行原理及应用

火箭助推滑翔机的飞行原理及应用

汪杭辉 沈晓梅 吕锡婷 林颖恬 袁秀强
(嘉兴学院建筑工程学院,浙江 嘉兴 314001)
摘 要:基于新工科教育大背景下,以火箭助推滑翔机在空中的受力特征为研究对象,建立起相应阶段的力学模型基础,进一步得
到相应模型方程,然后根据相应物理力学模型,设计制作火箭助推滑翔机模型。这个过程有助于培养学生在实际工作中抓问题主
要矛盾的能力和理论结合实际的能力,为新工科背景下的力学教育改革提供借鉴及参考。
关键词:火箭助推滑翔机,受力分析,设计制作
中图分类号:G642.0
文献标识码:A
0 引言
火箭助推滑翔 机 制 作 与 飞 行 属 于 航 空 模 型 运 动,是 浙 江 省 力学竞赛项目。它不仅是 一 项 单 纯 的 竞 技 运 动,而 且 包 含 丰 富 的工程技术理论和制作内容,需要制作者在掌握理论力学、材料 力学、结构力学以及空气动力学等相关力学知识的基础上,通过 设计与优化,辅助以精致的手工工艺进行的研究探索活动 。 [1,2]
2002,33(10):58.
[8] 黄敬梅.橡胶 坝 工 程 建 设 后 评 价 研 究 [D].邯 郸:河 北 工 程
[2] 朱毅辉.橡胶坝的用途及构造原理[J].大众科技,2010(6):
大学,2008.
9192.
[9] 朱逢春.超长充水式橡胶坝综么技术研究及其应用[D].北
[3] 魏海英.大中小橡胶坝压板锚固与坝袋安装[J].河南水利
·218·
第 45卷 第 2019年
37期月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHITECTURE
MVoalr..4 52N0o1.97
·机械与设备·
文章编号:10096825(2019)07021802

火箭助推滑翔机

火箭助推滑翔机

251理论研究0 引言 火箭助推模型滑翔机是一种用火箭发动机作为动力的模型飞机,体积较小、制作简单,很容易普及。

设计并制作火箭助推的滑翔机,利用飞行试验检验滑翔机在火箭助推和空气动力等载荷作用下的飞行性能和载重能力。

1 机翼的制作1.1 选材与拼接 材料选用 3毫米厚轻木片,重量要轻、纹路要直。

机翼由2块完全相同的轻木拼接而成,中部长度为55毫米,一侧机翼长度为230毫米。

选横纹轻木,越轻越好。

这样拼接的机翼重量小、强度大、不易变形。

1.2 翼形的选择 翼形共分为以下几种:(1)矩形翼(2)和缓的锥形翼(3)尖锐的锥形翼(4)制作难度高,最有效率的翼面应力分布,翼端至翼根同时失速,这也是天上最优美的翼面形式。

本设计采用和缓的锥形翼作为机翼的形状。

1.3 尺寸计算 根据翼弦比计算展弦比,根据雷诺数的观点,机翼越宽、速度越快越好,但还要考虑阻力的影响,短而宽的机翼诱导阻力会吃掉大部分的马力,因此飞机要有适合的展弦比,展弦比 A 就是翼展 L 除以平均翼弦 b(A=L/b),L 与 b 单位都是公分,如果不是矩形翼,则把右边上下乘以 L,得 A=L2/ S,S 是主翼面积,单位是平方公分,一般适合的展弦比在 5~7 左右。

滑翔机没有动力,采取高展弦比以降低阻力是唯一的方法。

故设计出机翼如图1。

火箭助推滑翔机刘誉然,江 洁(丽水学院 工学院,浙江 丽水 323000)摘 要:设计火箭助推滑翔机中的主要问题是确保所设计的滑翔机既能像火箭一样爬升,又能像滑翔机一样下滑。

为实现这点,笔者采用了一些方法,设计制作了滑翔机模型,通过试飞后对原有模型做了一些调整与改善,使飞行时间加长。

关键词:滑翔机;火箭助推;制作DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.01.216图1 机翼 对机翼的断面形状的打磨用锉或粗砂纸板将阴影部全部磨掉,然后用砂纸板把机翼的全部棱角磨圆滑,使之成为平凸翼型。

注意后缘不宜过薄,后缘过薄会造成高速弹射时后缘抖动造成模型不能正常飞行。

助推_滑翔式飞行器弹道优化仿真研究

助推_滑翔式飞行器弹道优化仿真研究
( ol eo s o at s otw s r oy cncl nvr t,X ’nS nx 70 7 ) C l g f t nui ,N r et nPl eh i i sy ia h ai 0 2 e Ar c h e t aU e i 1 AB T A S R CT: pi l r etyf os gie e iew snrd cdi ti ppr Taetr o t i t ncni— O t a c r r ot l hc a t ue s a e. r c y pi z i a ma t j o o b - d v l i o n h j o m ao m poetecm rhniefgtcp b i fB ot gi ei e nve ft a c r caatrt so os— rv o pe es i aait o os— l evhc .I i o h t j t y h rc ii fbot h v lh ly d l w ereo e sc
ces gFco ehiu S F )agrh .A dtersl ho g h WIT a o tm adtruhteS— r i atr cnq e( WIT l oi m an T t n h eut tru ht S F l rh n hog h e s e gi q etl uda cPorm n S P l rh eecm ae .T ersl hwteS F grh ne e— u n a Q art rga mig( Q )agi m w r o prd h eut so WITa oi m i a fc i i ot s h l t s f t em to rr et yot i tno os g d e ie adii a cuaeadfs a o tm. i e df a co pi z i f ot l evhc , n nacrt n t l rh v h o tj r m ao b -i l ts a g i

鲨鱼号——绍兴文理学院余平康(1)

鲨鱼号——绍兴文理学院余平康(1)

浙江省第三届大学生力学竞赛理论方案设计火箭助推滑翔机理论方案设计作品名称鲨鱼号学校名称绍兴文理学院学生姓名余平康、徐明俊、曹炼壹指导教师谢志堃、陈子栋联系电话浙江省大学生力学竞赛组委会二零一四年十月目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1一、滑翔机产生升力的原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2二、滑翔机设计方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.1 机翼的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.2 翼尖的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42.3 水平尾翼的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.4 垂直尾翼的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.5 机身的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯72.6 滑翔机重心的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯82.7 试飞和调整⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8三、滑翔机载荷分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.1 助推阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.2 滑行阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.3 滑翔阶段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10四、滑翔机飞行性能估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.1 飞行高度估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114.2 滑翔机滑行时间估算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14五、滑翔机制作实验心得⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16摘要本文介绍的是火箭助推模型滑翔机“鲨鱼号”,该设计旨在增加大学生对空气动力学的了解,达到培养大学生实践动手能力和团队协作精神,促进学生全面发展的目的。

上海市第八中学

上海市第八中学

**市第八中学“D i s c o v e r y”探索科技社团简介2008年3月**市第八中学“Discovery”探索科技社团简介**市第八中学科技社团是校团委理论性引导、程序化管理、规范化运作下组成的一个组织。

社团紧尊“科学求真”的校训,是校园文化的载体和学生第二课堂的重要组成部分,在加强校园文化建设、提高学生综合素质、引导学生适应社会、丰富同学课余生活等方面发挥着重要作用。

在新时代、新发展、新形势、新观念的影响下,科技社团确定了其宗旨:普及科学技术知识,提高学生的科学理论水平和实践动手能力。

社团活动主要分为理论教育和实际操作两大部分,首先对同学贯彻各个相关方面的理论知识,再将其学到的理论知识付之于实际应用。

社团活动每年都纳入学校的整体规划中,近年来,在VB程序设计、网页制作、科技“金钥匙”、无线电测向、各类模型制作、创造发明、科普论文等比赛中捷报频传,并连续二次获区级“科技特色学校”的光荣称号。

主要参加项目有全国、市、各区的科技制作及论文比赛;模型火箭各种项目竞技;以及全国智能化个人能力机器人大赛。

通过对学生的培训以及参加竞赛中培养他们各项能力、吸收社会实践经验,锻炼同学个人素质能力,打造明星社团,为学校为学生尽心尽责。

自97年以来,我校在各类科技竞赛中共获得了科技竞赛个人奖项全国16项,市级85项,区级170项,科技竞赛团体奖项全国4项;市级18项;区级43项。

* *市第八中学科技社团**市第八中学科技社团章程第一章总则第一条科技社团作为我校学生综合素质培养的一个载体,是提高学生全面素质的第二课堂,在校园文化建设中发挥着不可替代的作用,为健全和完善我校学生社团的管理体制,促进学生社团的健康发展,特制定本条例。

第二条八中科技社社团指我校在籍学生基于共同的理念、兴趣、目标,按照自愿的原则,自发组织或参加的群众性学生组织。

第三条科技社团应在坚持四项基本原则,遵守国家法律法规和校纪校规的基础上,以丰富校园文化生活,促进中学生思想道德和情感修养,利用课余时间,通过开展融思想性、技能性、趣味性于一体的活动,按照自我教育、自我管理、自我服务的原则,激发中学生爱国爱校,勇于创新,勤于实践的热情,全面提高我校学生的综合素质。

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第七章助推和火箭/滑翔机*第一节概述一、助推/滑翔机和火箭/滑翔机助推和火箭/滑翔机是将航天模型与航空模型结合在一起的一种模型,也叫做航空航天模型(Aerospace model)。

它是将模型火箭与滑翔机有机地结合在一起,利用模型火箭发动机作动力助推爬升,靠滑翔机利用空气动力进行滑翔着陆的体育器具。

根据《FAI 运动规则,4d部分,航天模型》的规定,分为助推/滑翔机(B/G)和火箭/滑翔机(R/G)两种。

助推/滑翔机的模型火箭部分完全作为助推单元,当模型火箭发动机工作结束时,火箭便与滑翔机自动分离,采用降落伞(伞面积不小于400厘米2)或飘带(尺寸不小于25×300毫米)下降回收;滑翔机则靠机翼利用空气动力产生的升力去克服重力,从而平稳地滑翔着陆。

助推/滑翔机必须与发射架垂线呈30︒的倒锥体内(倒锥半角为30︒),以垂直或近乎垂直的自由弹道形式升空。

火箭/滑翔机利用单级模型火箭升空,靠克服重力的气动升力面进行滑翔飞行,然后稳定地返回地面。

与助推/滑翔机一样,火箭/滑翔机也必须采取垂直的或接近垂直的弹道起飞,并稳定地进行气动滑翔回收,其间不允许有任何零部件分离或抛弃发动机壳体。

显然,火箭/滑翔机的设计、制作比助推/滑翔机的难度要大一些。

助推/滑翔机的滑翔部分可以利用无线电控制其在发射区附近飞行,不过,通常采用D型以下发动机的助推/滑翔机,不可能采用无线电控制。

采用E型及其以上发动机的火箭/滑翔机,根据《FAI 运动规则,4d部分,航天模型》规定,必须进行无线电遥控操纵。

本章将重点介绍助推/滑翔机。

二、助推和火箭/滑翔机发展概况经过多年的研究和发展,现已制作成功多种形状和大小的助推/滑翔机,机翼从翼展为15厘米的软木片发展到超过1米的大型机翼,助推的模型火箭发动机总冲从0.625牛·秒(1/2A型)发展到80牛·秒(F型)。

因此,助推/滑翔机的性能也有了很大的变化,小模型的动力助推高度只有10米左右,而大型模型的动力助推高度则超过200米,同时,留空时间也由几秒延长到数分钟。

曾有人创造了由无线电遥控的助推/滑翔机留空时间长达1小时以上的记录。

四凯模型火箭公司设计了一种抛弃火箭舱的小型助推/滑翔机,滑翔距离达数百米。

第二节助推和火箭/滑翔机设计要点我们首先简介一下设计助推/滑翔机需要考虑的几个主要问题。

有关火箭/滑翔机与助推/滑翔机的不同处,将在每一问题之后予以说明。

一、确定飞行面的面积滑翔机通常有三个飞行面:机翼、水平安定面(水平尾翼)和垂直安定面(垂直尾翼)。

有些滑翔机只有两个飞行面,即将机翼兼作水平安定面。

每一飞行面必须具有适当的面积,以保证正常飞行。

对于任一架滑翔机来说,机翼是最重要的飞行面。

机翼的大小、形状和剖面决定着滑翔机的性能。

机翼面积A w 取决于所使用的模型火箭发动机总冲(或型号),例如,对于1/2A 型发动机,取机翼面积为100~160 厘米2, A 型为130~260 厘米2, B 型为160~390厘米2,不同形状的机翼面积计算公式参见图7.1。

垂直尾翼有助于克服模型起飞时出现旋转倾向,一般取垂直尾翼面积为机翼面积的1/10。

对于火箭/滑翔机,由于要携带火箭发动机一起滑翔, 所以它的飞行面面积应比助推/滑翔机的大一些, 约大25%。

二、确定稳定性因为滑翔机上没有驾驶员控制飞行,所以必须由制作者事先确定稳定性。

稳定性是关于滑翔机在受干扰的情况下回复到平稳降落的能力,例如阵风能使机翼翻转,引起机身急却倾斜,而设计者则要求滑翔机能很快恢复到水平高度。

最常见的干扰之一是火箭舱在滑翔机降落过程中与机身分离,而且火箭舱必须在滑翔机撞击地面之前与滑翔机脱开。

倾斜时的稳定性由上反角(V 形角)提供,见图7.2。

为了拉起滑翔机,以防降落,可以采用“翼差角”。

翼差角也叫做安装角,即机翼与水平尾翼之间的夹角,如图7.3所示。

对大多数的滑翔机来说,正确的翼差角可由使水平尾翼后缘相对于其前缘抬高0.8~1.6毫米得到。

但是,伴随翼差角加大将会增加阻力,而且要增加机头质量以产生平稳滑翔,所以应避免采用大翼差角。

当然,火箭/滑翔机的发动机可用来增加机头质量,但是,必须对放置发动机的地方进行适当处理,以保证火箭/滑翔机在动力飞行阶段和滑翔阶段对质心位置的要求。

图7.1 机翼面积计算公式 图7.3 “翼差角”的定义图7.2 上反角的种类三、确定机身尺寸控制机身长度的两个尺寸是机翼与水平尾翼之间的距离(尾臂长)l 和机头到机翼前缘的距离(机头长)n ,一般取l S w =0406.~. (翼展),所选尺寸应由水平安定面面积A S 来判定,l 短,则水平尾翼面积就应大;增加l ,则较小水平尾翼也能保持稳定性。

正确的机头长n 应为机翼弦长C w 的1~2倍,其长度足以安装火箭舱,但不可长得超重。

通常,机身长度略大于翼展。

四、结构边缘和尖端用作机翼的轻质木版厚度为1.5~5 毫米,为了减轻机翼质量和减小空气阻力,应对机翼前缘进行倒圆,并使后缘带锥度,机翼横截面最好呈流线形。

图7.4给出这种机翼剖面的制作过程,首先做成上面的形状,而后用砂纸打磨成下面的形状。

滑翔机机身多采用松木、云杉或泡桐制作,其横截面积为3×10 毫米或3×13 毫米,就可以提供足够的强度。

为了减轻质量,可以从机翼处的10或13 毫米逐步减小到尾部的1.6或3 毫米。

为了固有的平衡,通常需要增加滑翔机机头的质量。

为了避免机头过重,所以机身应带锥度,而尾翼应采用轻质木材。

五、试飞首先应该使滑翔机在靠近质心位置处保持平衡,必要时可以加一点粘土。

发射应在草地上进行,从机头增加或减去质(重)量,直至获得平稳降落为止。

多数滑翔机在滑翔过程中都有轻微的拐弯倾向,可于拐弯一侧的机翼末端加一点粘土。

垂直尾翼可能由于稍微翘曲产生拐弯现象。

拐弯太急,将会产生螺旋形急速下降,所以必须仔细试验,以便弄清滑翔机如何飞行。

每一滑翔机都有它自己的特有性能,设法了解它,并弄清其转向−左拐弯还是右拐弯。

设计助推/滑翔机的火箭舱要注意两点:1)带火箭舱的整个承载的滑翔机质心必须在机翼前缘至少13毫米处; 2)发动机推力中心线必须位于机翼之上19~ 25 毫米。

对于火箭/滑翔机,其质心与助推/滑翔机相同,即动力飞行时位于机翼前头,而滑翔时在机翼中弦。

这使得设计、制作火箭滑翔机要比助推/滑翔机难得多,并且需要改变几何形状,诸如改变发动机或者机翼。

第三节 助推/滑翔机的设计一、设计中的技术问题设计助推/滑翔机会遇到许多技术难题, 设计中的这些技术问题包括:制作有效轻型结构的常见模型问题;平稳滑翔的协调和平衡问题;在火箭助推速度大于图7.4 机翼加工过程滑翔速度一个数量级以上时,同样结构和垂直飞行外形所引起的爬升和过渡问题。

助推过程中,滑翔机的轻木机翼和尾翼的颤振速度过大,易引起松动,甚至脱落,所以颤振问题也是设计中需要解决的问题之一。

当然,最重要的还是解决整个模型的气动稳定性问题,这直接影响到助推/滑翔机的飞行安全。

采取不同的方法(指技术水平高低),取决于设计和制作者的条件(包括专业知识和物质条件)和对模型的品质要求。

完全从模型制作者的观点考虑,尤其是从中学生角度考虑,首先应该收集有关资料(包括数据、设计方法、实物);在充分分析资料的基础上进行图纸设计;按图制作模型;进行模型试飞。

根据试飞结果进行修改;再试飞、再修改,直至满意为止。

对于航空航天专业的大学生来说,他们应先对设计方案进行性能预估(计算),然后进行图纸设计;待模型制成后,再进行风洞试验,根据风洞试验结果进行修改。

对于技术人员,他们有条件采用全尺寸飞机设计的方法,制作模型并进行风洞试验。

不过,应尽量做到花钱少、费时少、性能好。

二、基本型助推/滑翔机根据上述设计规则,介绍基本型助推/滑翔机的设计。

开始设计时,首先需要估算一下飞行器的质(重)量和尺寸。

通常,这些参数取决于飞行器的任务,即有效载荷、射程、速度,特别是机翼形状、纵横(尺寸)比、翼厚、机身长度和横截面积,以及模型火箭发动机类型等。

通常设计助推/滑翔机的任务是在给定发动机总冲条件下,达到最大的上升高度和最长的留空飞行时间。

表7.1给出了助推/滑翔机比赛分类及其相应的起飞质量。

由总冲给出火箭舱的尺寸和助推/滑翔机的基本外形,一个成功的例子是类似手持发射的轻木制成的滑翔机,机头装有火箭舱,在火箭助推后,火箭舱与滑翔机分离,滑翔机进行滑翔。

已经对这类助推/滑翔机进行过统计,图7.5曲线给出了发动机总冲为1.25~20牛·秒范围内滑翔机机翼面积、滑翔和发射质(重)量。

图中阴影线表示每一冲量所对应的可能机翼面积范围和每一机翼面积所对应的滑翔和发射质(重)量变化。

图7.5可以作为进行助推/滑翔机设计时的参考。

例如设计一架5牛·秒的S4B 类助推/滑翔机,其机翼面积约为175~325厘米2。

如果选取小机翼面积,会使助推/滑翔机达到较大的助推高度,但是滑翔的能力欠佳,留空时间较短。

相反,选取大机翼面积,虽然助推高度较低,但是滑翔性能要好一些,留空时间会长一些。

这里存在一个优化组合问题。

我们选取中间值,机翼面积为240 厘米2,即图7.5中的实线,助推/滑翔机的发射质量为43克,滑翔质量为16克,该机飞行留空时间较长。

a.总冲/机翼面积b.质(重)量/机翼面积图7.5 助推/滑翔机设计曲线图7.6示出一架普及型助推/滑翔机的三面视图,这也是一架基本型助推/滑翔机,所以图中几何尺寸均以符号标注。

表7.2给出采用不同型号发动机的基本型助推/滑翔机的尺寸关系。

为了给初学者以直观印象,我们在表7.2的A列中给出S4A 类的基本型助推/滑翔机的有关尺寸(见圆刮弧中的数字),可供参考。

需要特别说明一点的是,注意火箭舱与垂直尾翼的相互位置。

如果火箭舱位于机身上面,则垂直尾翼必须在机身下面,以防发动机喷射的燃气烧坏垂直尾翼。

图7.6 基本型助推/滑翔机三视图机足够的基本稳定性,其面积相对于机翼有一定的数值范围,将机翼面积A w作为参照面,水平尾翼面积A t应为0.25 ~0.35A w,才能满足飞行器的纵向稳定性。

通常的做法是引入一个无量纲系数——水平尾翼系数C TH来定义滑翔机的几何外形Cl A C ATHt tw w=------------------------------ (7.1)式中lt是从机翼1/4弦长至水平尾翼1/4弦长的距离;C w为机翼平均弦长。

当0.9< C TH<1.25时,可以保证滑翔机的纵向稳定性。

同样道理,引入垂直尾翼系数Cl A C ATVt fw w=---------------------------------(7.2)来表征侧向和横向的稳定性,式中A f为垂直尾翼面积,其值应为0.05~0.1 A w。

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