飞行器空气动力工程计算方法第四章

1、第四章 翼身组合体的气动特性 41 翼身组合体干扰现象 42 翼身组合体升力特性 43 翼身组合体力矩特性 44 翼身组合体阻力特性 41 翼身组合体干扰现象 升力线斜率相差不大，最大升力系数变小，弹身使得弹翼更早分离所致；俯仰力矩系数变化较大， 弹身本身存在不稳定力矩，弹翼自由涡干扰弹身尾部；组合体升力不等于外露翼升力与单独弹身升力之和。组合体弹身附近流管变细，流速增大，因而弹身附近的升力比单独弹翼相应位置处的升力要大。 一、身对翼的干扰现象带弯度翼型单独翼流动与组合体流动如图横向流使弹身两侧气流方向向上偏斜，引起上洗，使得弹翼展向迎角增加，靠近弹身处增加越大。 一、身对翼的干扰现象（续）组

2、合体流动如图小结：身对翼干扰使翼产生附加升力（干扰升力）；身占据部分翼面积，使毛翼升力减小；翼前弹身部分，翼附着涡产生上洗，自由涡产生下洗，总效应上洗；翼身结合处，满足身边界条件，气流沿翼流动，有一定下洗，大小正好抵消来流速度；翼后，附着涡、自由涡都产生下洗，距离越远，附着涡作用越小，自由涡作用趋于定值。 二、翼对身的干扰现象1.翼附着涡和自由涡产生法向洗流（翼前弹身上洗，翼后弹身下洗） 二、翼对身的干扰现象（续）2.压强传递效应上翼面负压场向身上面传递，下翼面正压场向身下面传递，身上、下产生压力差，形成干扰升力。压强传递效应，只能在后马赫锥内的区域，影响区后移； 二、翼对身的干扰现象（续）3

3、.超音速流时的身翼干扰横流 总是为亚音速，所以机翼产生的上洗干扰与亚音速时相同。翼附着涡对前身不产生上洗，对后身仍然产生下洗，下洗必然产生负升力，但该值很小，对总升力影响不大，而对力矩有很大贡献（力臂长）。所以压力中心影响很大。42 翼身组合体升力特性 一、细长体理论假定 很小，弹翼 很小，视为平板翼，弹身 小，视为细长体，弹翼有安装角 ，小扰动情况。平板翼安装角为零，翼和身迎角为 ，故称组合体迎角为零，翼相对身有安装角 ，翼的迎角为 ，身迎角为0，故称 一、细长体理论（续）1. 翼身组合体在圆柱段，弹身载荷系数单独弹身载荷系数（一） 情况翼对身干扰载荷系数积分得到翼对身的干扰升力 一、细长体

4、理论（续）2. 翼身组合体在圆柱段，弹翼载荷系数（一） 情况积分得到弹身干扰下的弹翼升力圆柱段弹身弹翼组合段的升力系数翼身组合体的升力系数 一、细长体理论（续）3. 翼身干扰因子（一） 情况 一、细长体理论（续）翼身干扰因子（二） 情况情况情况求 之值；查干扰因子；求外露翼的升力系数。 二、小迎角翼身组合体升力特性计算（一）大展弦比翼身组合体 二、小迎角翼身组合体升力特性计算（续）（二）中、小展弦比翼身组合体（圆柱弹身）非中单翼 二、小迎角翼身组合体升力特性计算（续）（三）椭圆截面机身中单翼的翼身组合体 二、小迎角翼身组合体升力特性计算（续）（四）字形和字形翼身组合体参考面积：毛机翼按一对翼面

5、积计算1. 字形 二、小迎角翼身组合体升力特性计算（续）（二）字形和字形翼身组合体2. *字形3. +字形与中单翼相同 三、亚音速大迎角细长翼身组合体升力特性计算机身头部体涡引起非线性升力；机翼前缘分离涡引起非线性升力考虑非线性升力的机身升力系数 身对翼干扰下翼的升力系数，包括非线性升力涡干扰因子和涡强系数 翼对身干扰升力，包括非线性升力干扰部分 四、超音速大迎角细长翼身组合体升力特性计算细长体三角翼身组合体，弹翼在圆柱段。（考虑非线性升力）经验修正因子 不计非线性升力干扰横流因子 身涡对翼干扰产生的负升力 翼涡对身干扰产生的升力43 翼身组合体力矩特性 俯仰力矩特性可根据法向力 和轴向力 及

6、其作用点位置计算。参考点取为飞行器重心，用G点表示，坐标为参考长度飞机取毛机翼的平均气动弦长，导弹取弹身全长参考面积飞机取毛机翼面积，导弹取弹身最大横截面积飞机 的前缘为坐标原点， 轴与机身纵轴重合；导弹弹身前缘为坐标原点， 轴与机身纵轴重合。一、亚音速时大展弦比翼身组合体的俯仰力矩特性毛翼零升力矩系数，焦点位置和升力系数从机翼平局气动弦长前缘机身对组合体零升力矩贡献机身使机翼焦点移动量二、亚超音速时中小展弦比翼身组合体的俯仰力矩特性中单翼翼身组合体俯仰力矩系数第一项：单独机身的贡献第二项：单独外露翼的贡献第三项：单独外露翼的零升力矩贡献第四项：身对翼的干扰升力对力矩的贡献第五项：翼对身的干扰

7、升力对力矩的贡献第六项：机翼涡系对机身影响产生的力矩关键是求二、亚超音速时中小展弦比翼身组合体的俯仰力矩特性（续）1. 身对翼干扰升力的压心亚音速：超音速：2.翼对身干扰升力的压心3. 机翼洗流对机身干扰俯仰力矩亚音速：超音速：机翼涡系洗流对机身干扰产生抬头力矩，焦点前移；干扰量随后掠角增大而减小对于小展弦比大后掠角可忽略二、亚超音速时中小展弦比翼身组合体的俯仰力矩特性（续）俯仰力矩系数描述：中小展弦比中单翼翼身组合体参数二、亚超音速时中小展弦比翼身组合体的俯仰力矩特性（续）非中单翼考虑轴向力作用非线性升力的中单翼身组合体俯仰力矩系数44 翼身组合体阻力特性 一、大展弦比翼身组合体的阻力特性二、中小展弦比翼身组合体的阻力特性三、跨音速翼身组合体面积律跨音速面积律：细长翼升