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