飞机气动设计分析报告

.飞机气动设计分析——由图-22MB-1B浅析现代超音速轰炸机设计SYXXXXXXXXX一、超音速轰炸机简介国B-17、B-29为代表的全金属四发重型轰炸机的消灭是轰炸机进展到水平的895000公里上下。战后，航空进入喷气时代，轰炸机也不例外，在现代喷气式轰炸机问世以来的50多年里，轰炸机的进展已经经受了三个明显的阶段〔1所示：1喷气式轰炸机进展的三个阶段第一阶段是上世纪60、70年月消灭的亚音速喷气式轰炸机，以苏联图-16〔我国轰六的原型V轰炸机()B-47和B-52等为代表。这一时期，飞机设计上的主要特点是以喷气动力取代螺旋桨动的亚音速轰炸机在各国空军服役。.页脚...其次阶段是上世纪70、80年月消灭的超音速轰炸机。超音速轰炸机往往承受了B-58轰炸机遇到的速度与航程B-1B和苏联图-160、图-22M等。超音速战略轰炸机的消灭使得战略轰炸机的突防力量大大增加，打击力量也相应提高。B-2一种。突防区域时以略高于1〔1.1-1.5〕如B-1B本身所具有的肯定的隐身力量躲避雷达跟踪，依靠高速和防空系统反响这使得超音速轰炸机消灭初期遇到了瓶颈，美国的B-58轰炸机〔图2所示〕具不约而同地，几乎全部的超音速轰炸机都承受了可变后掠翼的气动布局。.页脚...图2 B-58轰炸机下面，本文将对图-22MB-1B两种超音速轰炸机的气动设计进展分析，探求二者气动设计上的异同。二、图-22M的气动设计分析机型简介-22“眼罩”根底上进展了极3中的是最型的图-22M3。图-22M和图-22的改进之处主要是承受了可变后掠翼，改用楔外形二元进气口以及更换了发动机，转变了发动机的安装位置。图-22M既可以进展战离快速奔袭，攻击美国航空母舰编队。目前图-22M3是俄罗斯战略轰炸及反舰艇作战核心组成局部之一，我国也曾有意向引进该型飞机。图3 图-22〔左〕和图-22M〔右〕.页脚...以下是图-22M的具体参数。42.46米；翼展(20°)34.30米，(65°)23.30米；机高11.08165124000千克；燃油重量53560千克；0高空7海9000公里；19201250～14504人。以下图是图-22M3轰炸机的三视图。图4 图-22M3轰炸机三视图气动设计分析整体布局图-22M承受可变后掠翼正常式布局，下单翼，机翼内段固定为翼套，外段可变T.页脚...主起落架向内收入机腹内。前起落架为双轮。机翼图-22M机翼为悬臂式下单翼，最大的特点便是可变后掠，外翼段后掠角可变，2065420305065°。音速远距离巡航飞行；50°后掠角模式用于超低空突防时使用；而60°后掠角模式则是在超音速巡航时使用。另外，如图5所示，其机翼转轴较靠外，位于最小后掠角时的33%60°，这种设计虽然掠角，恶化了低空高速区域的性能。图5 图-22M的可变后掠机翼图-22M机翼可动段的前缘有全翼展前缘缝翼，后缘外段有较小的副翼，内段设有分为三段的单缝富勒襟翼。由于图-22M为超音速飞机，机翼相对厚度较小，因此仅有.页脚...前面有一组扰流片，一对面积很大的富勒单缝襟翼装于翼套后缘，偏转角可达60高图-22M6所示的是图-22M增升装置所在位置。机翼很薄，外翼壁板挠性很大，在空中小后掠角时有明显的形变，在图6中也可以看到。图6 图-22M的增升装置7掠角较小时造成不良影响，使内外段机翼的流淌相对独立。类似的设计在苏-22攻击机上也可以找到。7翼套末端的翼刀〔白框处〕机身.页脚...图-22M的机身为一般半硬壳构造，进气道前的机身截面为圆形，机头有一个大的椭圆形介电材质雷达罩。进气道为楔形二元进气道，位于机身两侧，进气道之中段机身没有超音速飞机上常见的蜂腰外形。两台发动机并列装于后机身。图-22M-22M28II上的矩形F-15上的楔形进气道，最终图-22M3选择了楔形进气道能转变为压力，使空气减速，提高进气效率。图8 图-22M2与图-22M3的比照，留意进气道的区分以下图所示为图-22M轰炸机各典型站位的机身截面，右侧为机头，左侧为机尾。图9 图-22M轰炸机各典型站位的机身截面.页脚...本文认为图-22M的机身在气动设计上有肯定的缺陷：这应当属于苏联设计师的当时设计力量及设计重点方向的问题。-22M的机翼与机身之间毫无过渡〔0所示产生较大的干扰阻力。10图-22M的机翼与机身之间毫无过渡另外，就隐身方面考虑，图-22M的机身也是格外不利的。几乎全部的侧向垂直散射，二者极大地增加了RCS。不过当时苏联人设计图-22时根本没有考虑飞机的隐身力量，仅仅强调超音速飞行力量。尾翼10中也可看出，图-22MT型尾翼，平尾位于后机身下方，为范围飞行，兼顾配平力量，平尾翼型为一负弯度翼型。另外，图-22M的垂尾面机身中段，弯折处可以在侧滑.页脚...角较大时产生脱体涡增加方向舵舵效。机型总结图-22M轰炸机是苏联纯粹为设计出一型有威慑力的超音速轰炸机而设计的苏联人通过图-22M积存的阅历成功研制了更具有威慑力也在各方面更为成功的图-160轰炸机，这也是图-22M存在的意义所在。三、B-1B的气动设计分析机型简介B-1B轰炸机〔11〕70年月的可变后掠翼超60A。9423日。6年6B－1B是目前世界上威力最强大的战略轰炸机，由于在各国现役的战略轰炸机中，B－1B在巡航速度、航程、有效载荷和爬升性能等各种技术指标都有较大的优势。.页脚...图11 B-1B轰炸机以下是B-1B轰炸机的具体参数。44.81米；机高10.36米；翼展(全开放)41.67米，(全后掠)23.84米；机翼面181.2087090216365千克；载弹量〔内部9〔外部〕20千克；最大平飞速度〔高空5〔海平面5马赫；巡航速度7马赫；作战半径3千120234人。12B-1B轰炸机的三视图。图12 B-1B轰炸机三视图气动设计分析整体布局B-1B的气动布局格外先进，承受翼身融合体布局，使大边条后掠下单翼与瘦长空气阻.页脚...与图-22一样的可变后掠翼布局，装备四台发动机的发动机短舱位于翼套下方。主起落架向内收入机腹内。前起落架为双轮，向前收起。机翼15°到67.5°，可在152555°和67.515°用于起飞，25°用于上升及巡航，55°或67°用于低空突防高速冲刺。这四种后掠角以外的机翼位置不允许用于连续机动飞行，因此当飞行员要把机翼后掠角从25°转为55°时，中间必需不停-22M也是类似的。B-1B机翼后缘根部被切掉以避开最大后掠时与翼套之间的干预，而在图-160上，这90度作为垂直安定面使用。勒襟翼，如图13所示。尽管每个襟翼都有单独的液压机构，但相互之间都有机械连接以一同动作。机翼前缘有全展长缝翼，分为7段。机翼上外表就在外侧4片襟翼前方有一组4近似。B-1B的机翼与F-14类似，没有副翼，扰流板协作差动平尾一起掌握飞机抬起以降低机翼升力。.页脚...图13 B-1B后缘简单的6组富勒襟翼与4组扰流板系统机身B-1B机身的最大特点便是光滑的翼身融合体构形。一般的飞机如前面提到的图-22M是明显得由机翼与机身两个部件接合而成的。在机翼与机身的交接处，机面角，翼身融合体也有助于减小飞机的雷达散射截面积，改善隐身性能，B-1B1平方米。另外B-1B-22MB-1B机身内有相对更大的空间容纳弹舱，并使机身外形更加流线化。以下图所示是B-1B的机身各截面截面图，可以清楚地看到其翼身融合体构形。.页脚...14B-1B的机身各截面截面图另外，B在机头座舱前方两侧下方各有一片导向翼面〔5所示，荡，B-1B的前机身较为瘦长，简洁形成非对称涡造成振荡力和力矩。B-1B可以供给数据，操纵导向翼面和方向舵实时偏转来抵消湍流的影响。图15 B-1B机头两侧的导向翼面尾翼.页脚...B-1B尾翼承受十字形尾翼，平尾位置较高，目的是远离发动机射流。垂尾是一〔如图16所示20°。平尾和垂尾外表为复合材料，大梁由高强度钛合金制造。图16 B-1B的十字全动平尾及三片方向舵的位置机型总结B-1B的气动设计相当成功，其翼身融合体设计在提高升阻比，增大全机有效载荷的同时到达了减小雷达散射截面积的目的。协作隐身涂料，B-1B的战场突袭力量相当高。另外，B-1B得益于优秀的飞控计算机和机头导向小翼之类的特别操纵面，还具备较好的低空性能，使其在低空利用地形飞行时更易操控。B-1B的可变后掠机翼的可动段面积比例要高于图-22M，更充分地发挥了可变后掠翼本文分析了图-22MB-1B两种超音速轰炸机的气动设计特点，对超音速轰炸机