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一时兴起,学着大家设计飞机,结果不成!!!!

本主题由 admin 于 2008-3-5 17:48 提升

一时兴起,学着大家设计飞机,结果不成!!!!

看到大家这么热情的设计飞机,我也来凑热闹!哈哈!首先说明一下:本人是从微软飞行2002地面航校毕业,拥有IL2中的BF109数十小时的空战经验(只能和AI对战),不低于100架次的后三点着陆,在微软飞行中能熟练驾驶Cessna 172 和LearJet 45,但是由于贪玩厌学,好逸恶劳,到现在仍然不具备仪表飞行能力,不会航线飞行等等。
现实世界中只是一次出差时乘坐过波音707,从像个小洞一样的窗口往外看,真没意思!

一次在公园看到一架营运的“蜜蜂”,引擎巨大的噪音让我索然无味!我向往的是一种安静的翱翔!!

飞机知识,只是囫囵吞枣的看过 《飞机空气动力学》《飞机总体设计》《航空模型分册》《飞机原理与结构》等等书籍,完全不具备设计资格。
现将设计到放弃的过程向大家汇报一下,比我懂的请帮助我!
我的设计一开始毫无头绪,想法太乱!

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一、首先是指标计算
  我私下以为想要飞机安全容易飞,必须有很低速度就能降落,这种轻型飞机降落速度是失速速度的130%(出处:微软模拟飞行2004 地面航校),为了计算方便 将失速速度定为 36km/h(公里每小时)=10m/s(米每秒),降落速度约为48km/h,说实话这个速度已经很不容易了!
  如果用赛斯纳172的翼型NACA2412 ,使用大于1m的翼弦,就是Re(雷诺数>400000),机翼以10度的攻角达到失速临界,此时升力系数约为1.2,根据 升力公式:Y=0.5*Cl*p*V^2*S (升力=0.5*升力系数*空气密度*速度平方*翼面面积),假设总重量为200kg,可以得出需要27平方米,就是用2*13.5米的机翼,你想想这可能保证整体重量不超出120kg吗?不可能!!

当然也不用太悲观,我们可以使用开缝襟翼,很容易让升力系数超过1.6,需要20 平方米,如果要达到Mini-Max的11平方米的翼面,此时的升力系数要达到2.0,(感叹一下Mini Max的设计太厉害了!),当然达到这个要求的翼型还是有的,如:FX74-CL5-140 能够在10度的攻角时达到2.1,而且机翼够厚。
  
估算巡航速度
25匹 约等于 19kw,约为186千克力*米/秒。20米每秒的时候最大拉力9.3公斤,如果巡航中实际转换输出80%,就是7.4公斤

阻力估算:
1.机翼升力阻力:假设此时机翼收起襟翼,变为低阻力(如NACA2412),阻力系数约为 0.01,则翼面的升阻比为80,可以估算升力阻力为200/80=2.5公斤

2.飞机摩擦和风阻: 机身使用1:5左右的流线,其压差阻力(汽车空气动力中的 风阻)很小,基本上固定占有摩擦阻力的一定比例,涂漆蒙布的低速飞机综合阻力系数约为0.0055(出处:西北工业大学的《飞机总体设计》10页)估计机身浸湿面积为 机翼20 ,尾翼6,机身6,共计36平方米(机身面积估算,3.4*(侧面投影+顶部投影)/2,出处:西北工业大学的《飞机总体设计》),阻力=系数*面积*速度=0.0055*36*20 约为4公斤

合计阻力为 2.5+4=6.5  再加上其他的什么干扰阻力,无用诱导阻力等等,可能也就只能保持20米/秒 多一点的速度,75公里/小时左右吧!



说实话,Mini Max的翼型不像有1.8以上的升力系数,开始有点怀疑 包括Mini Max等一些销售产品给出性能指标(不要骂我,呵呵),难道是我的计算不对,可是对比 马科斯基的《轻型飞机手册》中的 (失速速度和翼载关系图)完全吻合!我没有错!但是查看了很多超轻飞机,12平方米的机翼面积,210公斤的总重,失速速度竟然不到40公里(如:轻型飞机手册的84面,GoldWind,他使用的30匹马力,如果是高升力翼型,好像不可能达到138公里的巡航速度),恳请懂行的告诉我是怎么回事!!!!

同时在此强烈要求将失速:40km/h 改为 45km/h ,也就是12.5m/s,此时勉强使用10平方米的高升力翼型做到!!!!!!

由于国家规定的重量限制,使得机翼面积不可能太大!

起飞重量200公斤
离地速度50 公里/小时
失速速度40 公里/小时(有点没有信心)
着陆速度55 公里/小时


双翼,机翼面积=12平方米(2平方作为富裕,因为实际升力低于理论),上机翼为纯高升力翼型,无附翼、襟翼等部件。
机身长度5.5米,
机身最大宽度0.5米,
上下机翼高度差为1.2米。
起落架高度0.6米,
风挡座舱使用钢化玻璃拼接,加工简单,破裂时不产生尖锐,只要有简单的头盔、风镜就不会受伤。
结构使用木制框架,涤纶蒙皮(学MiniMax的,这样最有可能完成设计要求)

重量分配:机翼20 公斤 *2 =40公斤
          机身25 公斤
          尾翼10公斤
          起落架15公斤
          引擎20公斤
          机械控制5公斤  合计115公斤
          燃油5公斤
          人员等80公斤   总计200公斤

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二、布局设计

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plane06.jpg (58.28 KB)

2007-12-3 18:39

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二、布局设计

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plane07.jpg (60.88 KB)

2007-12-3 18:41

plane07.jpg

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三、无法继续下去,不得不宣布终止!

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plane05.jpg (82.97 KB)

2007-12-3 18:42

plane05.jpg

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我也来计算一下我的设计:

飞机是 7米翼展, 7.7平方米翼面积. 125KG 重.
125 * 9.8 = 0.5 * 1.2 * 1.293 * V^2 * 7.7
解得: 失速速度V = 52 km/h

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楼主不错啊,特别是草图画的一流,继续啊,别停!

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楼主的美术功底了得   
我也做了一个方案   仿WINGDING双翼机   
贴在别的帖子没人看    转贴过来   望指教

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双翼机.wmf (75.34 KB)

2007-12-3 21:34

双翼机.wmf

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楼主与楼上的教我画图吧. 画得真好.

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我想  楼主的第1  2 幅草图可能是徒手画的  用效果图的手法
透视和阴影处理得很好  
第3幅图是用绘图软件画的  打印后再涂色处理
不知对吗   图很精彩  我更欣赏楼主的书法

我的图是用CAD画的  然后转为wmf文件
CAD图的好处是  可以直接画出装配图和零件图
可以直接上激光切割机

用ACDSee软件看wmf图  放的越大越清楚

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