飞机气动性能计算

本科课程设计报告题目飞机气动估算及飞行性能计算学生姓名班级日期目录气动特性估算................................................. 错误!未定义书签。

升力特性估算............................................. 错误!未定义书签。

外露翼升力估算....................................... 错误!未定义书签。

机身升力的估算...................................... 错误!未定义书签。

尾翼的升力估算...................................... 错误!未定义书签。

合升力线斜率的计算................................... 错误!未定义书签。

临界马赫数的计算..................................... 错误!未定义书签。

阻力特性的估算.......................................... 错误!未定义书签。

全机摩擦阻力的估算................................... 错误!未定义书签。

亚音速压差阻力的估算................................. 错误!未定义书签。

亚声速升致阻力特性估算............................... 错误!未定义书签。

超音速零升波阻估算................................... 错误!未定义书签。

超声速升致阻力....................................... 错误!未定义书签。

飞机基本飞行性能计算......................................... 错误!未定义书签。

飞机气动性能辅助计算演示系统设计褚双磊;温瑞英;王玉;任强;魏志强【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2017(034)002【摘要】为帮助学生学好空气动力学课程,提高有关空气动力学的计算能力,达到卓越工程师教育培养计划的要求,设计了一款飞机气动性能辅助计算演示系统.该系统采用可视化编程语言,包括飞行力学基础计算、初级空气动力学计算和高级空气动力学计算等3个功能模块.可以设置不同计算参数和计算条件,实现快速输入、快速输出、实时显示计算结果,达到课上演示气动性能计算辅助教学的目的.【总页数】4页(P140-143)【作者】褚双磊;温瑞英;王玉;任强;魏志强【作者单位】中国民航大学空中交通管理学院, 天津 300300;中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室, 天津 300300;中国民航大学空中交通管理学院, 天津 300300;中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室, 天津 300300;中国民航大学空中交通管理学院, 天津 300300;中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室, 天津 300300;中国民航大学空中交通管理学院, 天津 300300;中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室, 天津300300;中国民航大学空中交通管理学院, 天津 300300;中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室, 天津 300300【正文语种】中文【中图分类】TP311【相关文献】1.面向卓越工程师的飞机性能辅助计算演示系统开发与应用 [J], 褚双磊;魏志强;谷润平;王玉2.计算机辅助飞机总体方案设计系统设计对象模型与设计过程模型 [J], 沈漳3.民用飞机的飞机性能辅助计算系统设计与开发 [J], 褚双磊;董奇;刘子昂;温瑞英4.民用飞机高速性能辅助计算演示系统设计与应用 [J], 褚双磊;温瑞英;刘薇;任强;魏志强5.计算机辅助飞机工艺装备协调系统设计 [J], 单世报;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

气动力计算公式
气动力是指空气对物体的作用力，其大小与物体的形状、速度、密度等因素有关。

常见的气动力计算公式有：
1. 空气阻力公式：Fd=ρv^2CdA。

其中，Fd表示空气阻力，ρ表示空气密度，v表示物体速度，Cd表示阻力系数，A表示物体在垂直于运动方向上的投影面积。

2. 升力公式：Fp=ρv^2ClA。

其中，Fp表示升力，Cl表示升力系数，其他符号同上。

此外，对于飞行器（如飞机），通常取一个原点位于飞行器重心的气流坐标系，将空气动力分解为三个方向上的分量。

设坐标系的x轴平行于气流方向且正向与气流方向相反，y轴在飞行器对称面内与x轴垂直且正向指向飞行器上方，z轴垂直于xy平面，指向右翼。

则合力在x、y、z三个轴上的分量分别称为阻力、举力和侧向力。

若空气动力作用点与飞行器重心不重合，则飞行器还受到一个合力矩的作用，它在x、y、z三个轴上的分量分别称为滚转力矩、偏航力矩和俯仰力矩。

以上信息仅供参考，建议查阅空气动力学书籍或者咨询专业人士以获取更准确的信息。

航空器气动性能测试航空器气动性能测试是航空工程领域的关键环节之一，它旨在评估飞机在大气环境中运行时的飞行特性。

通过这种测试，可以揭示飞机的稳定性、操纵性以及各种飞行状态下的性能表现，对飞机设计和改进起到至关重要的作用。

本文将从测试目的、测试方法、测试数据处理等方面进行论述。

一、测试目的航空器气动性能测试的主要目的在于验证设计预期和确定潜在问题。

具体包括以下几个方面：1. 验证飞机的稳定性和操纵性，确保其在各种飞行状态下都具备合适的飞行性能。

2. 评估飞机的正常和异常飞行特性，包括起飞、爬升、巡航、下降、着陆、低速和高速飞行等。

3. 确定飞机在极端气象条件下的性能表现，例如在高海拔、高温和低温环境中。

4. 评估飞机在外界干扰（如风、涡流等）下的响应能力。

5. 收集测试数据，为飞机设计改进提供依据。

二、测试方法航空器气动性能测试通常采用地面和飞行两种测试方法。

1. 地面测试地面测试是通过在地面上对飞机进行模拟飞行测试来评估飞机的操纵性、刚度和稳定性。

这种测试可以通过使用飞行模拟器、风洞试验等手段来进行。

地面测试的主要目的是验证飞机的飞行控制系统、舵面和起落架等关键部件的功能和性能。

2. 飞行测试飞行测试是对整个飞机进行真实飞行环境下的性能测试。

它可以分为固定点和全面测试两种方式。

固定点测试主要是在特定的飞行状态下测量飞机的性能。

例如，测试飞机的耐风稳定性可以在特定风速和风向下进行测量。

而全面测试则是在飞行过程中对飞机的全面性能进行评估，包括飞机的升力、阻力、迎角、侧滑等。

三、测试数据处理航空器气动性能测试所得的原始数据需要进行处理和分析，以得出可靠和准确的结果。

数据处理的过程包括数据采集、数据清洗、数据校验、数据分析和数据可视化等。

数据采集：通过传感器、测试设备等手段采集飞机在飞行过程中的各种参数数据，如位置、速度、加速度、气动力等。

数据清洗：对采集的数据进行去除异常值、填补缺失值等处理，确保数据的完整性和准确性。

飞机气动弹性问题的计算分析与控制研究飞机气动弹性问题是飞行器研究领域中的一个重要课题，它涉及到飞机在飞行过程中所受到的气动力和结构动力的相互作用。

针对这个问题，研究人员开展了大量的计算分析与控制方法的研究，以提高飞机的飞行性能和安全性，本文将对这方面的研究进行综述。

首先，飞机气动弹性问题需要建立准确的数学模型来描述飞机在飞行过程中的气动效应和结构动力特性。

这一步骤是研究的基础，对于研究飞机气动弹性问题至关重要。

在建立数学模型的过程中，需要考虑飞机的气动外形、气动力特性和结构弹性特性等因素，并建立相应的物理学方程。

数值计算方法也可以用于模拟和分析飞机的气动弹性问题。

其次，针对飞机气动弹性问题的计算分析方法，有很多研究成果可供借鉴。

比如，有限元方法可以用于分析结构弹性特性，在建立飞机结构模型后，可以通过求解结构的模态分析和振动响应来计算飞机的结构动力特性。

流固耦合方法是研究飞机气动弹性问题另一个重要的计算分析方法，可以通过求解飞机的气动力和结构响应的耦合方程来分析飞机的气动弹性特性。

研究人员也提出了一些控制方法来解决飞机气动弹性问题。

其中一种方法是利用主动控制技术，通过激励和反馈控制来减小飞机的结构振动和气动不稳定性。

主动控制可以通过应用传感器和执行器来监测结构的动态响应，并根据反馈信号对结构进行控制。

另一种方法是通过设计优化来改善飞机的气动弹性特性，可以通过调整飞机的气动外形和材料来优化飞机的结构刚度和耐力。

此外，飞机气动弹性问题的研究也涉及到飞行控制系统的设计。

为了实现飞机在飞行过程中的稳定性和控制性能，需要设计合适的控制算法和控制器来控制飞机的姿态、航向和高度等参数。

这些控制算法可以基于飞机的数学模型和控制需求来设计和优化。

综上所述，飞机气动弹性问题的计算分析与控制研究是一个综合性的课题，涉及到数学建模、计算分析方法和控制技术等多个方面。

通过对飞机气动弹性问题的深入研究，可以提高飞机的飞行性能和安全性，为飞机的设计和飞行控制提供科学依据。

超音速飞行是指飞行速度超过音速的飞行状态。

在超音速飞行中，飞行器面临着诸多挑战，其中之一便是气动力学问题。

而研究超音速飞行的气动力学问题，则需要涉及到总压和静压的概念及其计算公式。

总压和静压是描述流体流动状态的重要物理量，它们在超音速飞行中起着至关重要的作用。

在气动力学领域中，我们通常会涉及到流体的总压和静压，它们分别对应着飞机在飞行过程中遇到的不同情况。

下面我们将详细介绍总压和静压的概念及其计算公式。

一、总压总压是指流体在流动过程中的一种压力状态，它包括了动压和静压两部分。

动压是由于流体流动而产生的压力，而静压则是流体静止时的压力。

总压可以被理解为流体在流动过程中所具有的总压力。

总压的计算公式为：P0 = P + 0.5ρv^2其中，P0代表总压，P代表静压，ρ代表流体的密度，v代表流体的流速。

在超音速飞行中，总压对于飞机的设计和性能具有重要影响。

在超音速飞行时，流体的速度较大，因此动压部分所占比重较大，总压也相应增加。

了解总压的计算公式及其影响因素对于超音速飞行器的设计和性能分析至关重要。

二、静压静压是指流体在静止状态下所具有的压力。

在超音速飞行中，飞机表面会受到来自气流的冲击，这会导致飞机表面附近的气流速度增加，从而使得静压降低。

静压在超音速飞行中也具有重要作用。

静压的计算公式为：P = P0 - 0.5ρv^2其中，P代表静压，P0代表总压，ρ代表流体的密度，v代表流体的流速。

在超音速飞行中，静压的变化会直接影响到飞机的气动性能和结构设计。

准确计算和分析静压的变化对于超音速飞行器的设计和性能研究至关重要。

总压和静压是超音速飞行中重要的气动力学参数，它们的计算公式和影响因素直接关系到超音速飞行器的设计和性能。

深入研究总压和静压的变化规律对于超音速飞行器的研发具有重要意义，也是目前航空工程领域中的研究热点之一。

希望通过本文的介绍，读者能够对总压和静压有更加深入的了解，并且能够在超音速飞行器的设计和研究中加以应用。