西工大飞行器性能计算4机动性能73页PPT

课程设计报告——飞机气动估算及飞行性能计算学校：西北工业大学学院：航空学院班级：0101070x姓名：**学号：*******xxx本课程设计主要是利用F-4B 各项数据进行飞机气动性能的估算以及性能计算。

包括以下部分：飞机气动特性估算，具体以F-4B战斗机数据为基本数据，详细地计算出了升力线斜率、阻力系数等重要数据，并给出了相应的曲线图；飞机性能计算，在前一章的基础上更进一步地研究飞机的各种飞行数据，平飞需用推力、爬升角、静升限、爬升时间等，并给出了此战斗机的飞行包线图，并对一种爬升曲线的爬升时间进行实例计算。

【关键词】飞机气动特性、升力系数、阻力系数、飞行包线、爬升时间摘要 (1)目录 (3)第一章飞机气动特性估算 (4)1.1升力特性的估算 (4)1.1.1单独机翼升力的估算 (4)1.1.2机身升力的估算 (5)1.1.3翼身组合体的升力估算 (5)1.1.4尾翼升力估计 (6)1.1.5合升力线斜率计算 (6)1.1.6升力特性曲线的绘制 (7)1.2临界马赫数的确定 (8)1.3升阻极曲线的估算 (9)1.3.1亚音速零升阻力估算 (9)1.3.2超音速零升阻力估算 (11)1.3.3亚音速升致阻力估算 (11)1.3.4超音速升致阻力估算 (12)1.3.5跨音速阻力估算 (12)1.3.6阻力计算结果及处理 (12)第二章飞机基本飞行性能计算 (18)2.1速度-高度范围 (18)2.2定常上升性能 (25)2.3爬升方式 (30)2.3.1亚音速等表速爬升 (30)2.3.2平飞加速段的求解方法 (31)2.3.3超音速等马赫数爬升 (33)参考文献 (34)总结 (35)第一章飞机气动特性估算1.1升力特性的估算作用在飞机上的升力L=C L qS其中q=12ρV2升力系数C L=C Lα∙α1.1.1单独机翼升力的估算对于单独机翼，升力线斜率为以下函数C Lαλ=f(λtanχ12,λ√1−Ma2或λ√Ma2−1,λ∙√c̅3,ξ)其中展弦比λ=2.791/2弦线的后掠角χ1/2=45.9相对厚度c̅=5.1%尖削比ξ=1η=0.182查升力线斜率函数的曲线表1机翼升力线斜率1.1.2机身升力的估算机身升力主要有头部及尾部两部分构成，F-4机身为圆柱形，有C Lα,sℎ=C Lα,t−0.035(1−ηw)ξk其中C Lα,sℎ机身升力线斜率C Lα,t头部产生的升力线斜率计算得表 2 机身升力线斜率1.1.3翼身组合体的升力估算对于亚音速飞机，通常可以认为，翼身组合体的升力等于一对假想的单独机翼的升力，这一对机翼是将两个悬臂段延长到对称平面而形成的，当机身直径对翼展的比值不大时，在小马赫数下，这种近似比较精确。

F4飞机气动估算及飞行性能计算1课设的历史背景起因：1965年4月9日美国四架F-4B 飞机入侵我海南岛，我人民解放军空军英勇迎击。

过程：敌机惊慌失措，仓皇发射导弹，结果击落自己飞机，坠落于海南岛地区。

结果：敌机残骸打捞后，根据上级指示，西北工业大学师生对F-4B 的残骸进行了测绘、分析研究工作2飞机的基本情况和数据一 飞机气动特性估算飞机翼型资料：该机机翼为悬臂式下单翼。

翼根翼型为NACA 0006.4-64(修形)、机翼折线处为NACA 0004-64、翼尖为NACA 0003-64(修形)。

前缘后掠角45°，平均相对厚度5.1％，翼尖相对厚度3％，安装角1°，外翼上反角12°。

翼型主要为对称翼型. 飞机升力主要由机翼，机身，平尾三部分影响，因此估算L C 通常分别按照这三部分分别计算再进行叠加而成。

1，计算不同马赫数下的升力线斜率，并绘出不同马赫数下 的升力特性曲线第一部分：翼身组合体的升力估算单独机翼的升力估算：由此公式查表得到。

=λ其中展弦比 2.792.1%1.035λ== 11212tan 0.784tan =2.188c ==0.18x x λξη=弦线后掠角 那么、机翼相对厚度 =5.1%1尖削比=52ηχ=0梯形比 5.48前缘后掠角外露机翼升力系数再考虑机身的影响后要进行修正，具体公式见指导资料。

翼身组合体考虑机身影响后，修正系数2d f 1.071+ 1.495l ⎛⎫== ⎪⎝⎭估算数据如下：第二部分 机身的升力估算机身升力由头部和尾部两部分组成，对于圆柱状机身有：,,0.035(1)L sh L t w k C C ααηξ=--其中： ,L sh C α 机身的升力线斜率 ,L t C α 头部产生的升力线斜率 w η 尾部收缩比 wη=0k ξ 修正系数，可取0.15-0.20。

考虑经验不足所以我取中间，kξ=0.18,L t C α可按公式,=f ,zh L tt t C αλλ⎫⎪⎪⎝⎭查图4曲线得到。

西北工业大学飞行器性能计算考试试题开课学院航空学院课程飞行器性能计算学时 24考试日期考试时间 2 小时考试形式（）（）一、填空（60）1.最小平飞速度是指在一定高度上飞机能作定直平飞的最小速度，最小平飞速度受到以下因素的限制：允许使用升力系数、平尾极限偏角对应的最大升力系数、可用推力。

3，62.飞行速度矢量的铅垂分量称为飞机的上升率，快升速度是与最大上升率对应的航迹速度。

3，33.飞机的静升限是指飞机能作定直平飞的最大高度，动升限是指飞机通过跃升将尽可能多的动能转化为位能所能达到的最大高度。

3，34.飞机飞行一小时发动机所消耗的燃油质量，称为小时耗油量；5.飞机相对地面飞行一公里发动机所消耗的燃油质量，称为公里耗油量；6.飞机发动机每小时内产生一牛顿推力所消耗的燃油质量，称为耗油率。

2，2，27.喷气式飞机巡航段航时最久的飞行高度大致在亚音速实用升限附近 38.飞机的机动性是指飞机改变飞行速度、高度、以及飞行方向的能力。

1，1，19.飞机进行正常盘旋要考虑三个主要限制因素，分别是飞机结构强度或人的生理条件的限制，飞机迎角及平尾偏角的限制，以及满油门时发动机可用推力的限制。

3，3，310.指的是飞机的单位能量剩余功率，表达式为。

3，311.飞机的起飞着陆性能包括起飞距离、起飞时间、离地速度、着陆距离、着陆时间、接地速度。

2，2，2，2，2，2二、计算（40）1.某飞机在额定推力下以速度定直爬升6分钟，平均小时耗油量；然后该飞机作以速度作定直平飞且平均小时耗油量；飞行的最后阶段以速度定直下滑15分钟，平均小时耗油量。

若飞机的可用燃油量为1500，求总航程（上升及下滑角很小，近似取）（20）解：上升段：下滑段：巡航段：总航程2.某质量m=6500kg的战斗机，其机翼面积S=23m2。

当H=8000m，M=0.8时，问该飞机能否完成n y=4的正常盘旋？若能则求其盘旋半径，若不能，求其能作正常盘旋的最小盘旋半径。