- 1、本文档共6页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
扇翼飞行器 论文
扇翼飞行器模型的设计与制作
作者:陶明 指导老师:王菲茹、江善元、张栋
【摘要】扇翼飞机是介于直升机和固定飞机的一种大载荷低速新型飞行器,其飞行原理特殊,结构独特。本文根据其设计原理,参考国内外扇翼飞行器为数不多的模型案例,研究、设计、并制作了一架扇翼飞行器的模型,同时,通过试飞,验证了扇翼飞行器的飞行原理和基本控制原理。
扇翼飞行器是利用机翼加上风扇上的吹风装置,将升力和推力结合起来,从而使飞行器能够飞起来。该构思开辟了一类新型通用飞行器研究、开发的新领域。
扇翼飞机的扇翼由水平叶片组成,类似“松鼠笼”,该“松鼠笼”的柱状机翼取代了直升机的旋翼。这种机翼能提供相当大的升力,同时具有很好的低速安全性能。与普通的直升机和固定翼飞机相比,扇翼飞机只要很小的动力就能飞行,其优点表现为:
1)升力大;
2)可以短距离起飞和降落;
3)飞行时噪音小,非常安静;
4)飞行安全性好,机翼不会失速,飞行稳定
5)控制操纵系统简单;
6)飞行效率高,节省能源。
有研究表示扇翼飞行器要比直升机的飞行效率高50%,并且预测具有100马力的扇翼飞行器其最大载荷量可以达到2吨。由于其独特的飞行原理和结构设计,使该种结构的机翼永远不会失速,具有很好的安全性。可以预见,将扇翼飞行器作为一种新型无人机机型,在军用及民用领域将会有很广阔的应用前景。
1 扇翼飞行器的飞行原理
常见的固定翼飞机飞行原理,是当飞机在向前运动时,空气在机翼的前缘分流为上下两股气流,上表面的气流,受到机翼翼型突起的影响,使流线收敛变密,流速加快;而流过下表面的流线也受凸起的影响,但下表面的凸起程度小于上表面,所以,相对于上表面来说流线较疏松,流速较慢。由于机翼上表面流管变细,流速加快,压力较小,而下表面流管粗,流速慢,压力较大。从而在机翼上、下表面产生了压力差。而上下压力差使机翼产 生了升力。
扇翼飞行器是根据马格努斯效应制造而成的。所谓马格努斯效应是:当气流沿着一个旋转物体的旋转平面流过时,就会在物体上产生一个垂直于气流流向的作用力。该构想的实现,是通过在机翼上装配水平轴向转动的风扇,从而获得升力。
该装置类似‘松鼠笼’。通过水平 图1 扇翼飞行器原理图 轴上扇翼的主动旋转,在机翼前缘抽取空气,通过叶片的旋转使上表面的气流加速,由于机翼下表面的空气流速没有经过加速的,增大机翼上下表面的压力差,使扇翼飞行器的机翼能够产生足够的升力。
1 999年,英国的发明家帕特·皮布尔斯与他的妻子狄科拉·皮布尔斯,以及来自美国的加雷斯·詹金,共同研制并成功试飞了第一架扇翼飞行器的原型机。该原型机最大起飞重量为44磅(约20千克),其中载荷就达22磅(10千克)。同年12月在JMR Graham教授的指导下,对扇翼飞行器的机翼进行了风洞试验。并在2000年7月和2001年5月份再次进行了风洞试验。2001年lO月在风洞试验的基础上制作并试飞成功了—个全新的扇翼飞行器原型机,该原型机展长1.8米、重6千克。随后,为了向小型机发展,2002年2月制作了一个较小的原型机并试飞成功。该原型机翼展8O厘米,转动部分重600克,该模型表现了良好的飞行性能。2003年9月,制作完成了一架翼展为2.2米的扇翼飞行器模型,该模型表现了良好的飞行性能。2005年l 2月,制作了一架可垂直起降的扇翼飞行器的原型机,起飞重量6千克,翼展1.4米,飞行速度0—75千米/小时。
目前,美国和英国政府已经把扇翼飞行器当作一种无人侦察机的可行模型,而据资料介绍,有人驾驶的扇翼飞机在几年内将进入样机测试。扇翼飞机的低速特性将使它在低速通用飞行器有非常广阔的前景。
2.扇翼飞行器模型的设计
2.1扇翼飞行器转动部分的设计
扇翼飞行器叶片宽度、叶片偏心角度、叶片数量及转动半径等都是影响扇翼飞行器升力的主要因素。
经过资料收集和实验验证,我们选用的扇翼飞行器转动部分的基本数据如下:
风扇由16片叶片和中间的转动轴组成,每个叶片都是半径为50mm的圆弧,叶片厚1.5mm,叶片宽为2mm,叶片的偏心角度为8度。
为了减轻风扇转筒的整体质量,同时在保证整个风扇结构强度的前提下,我们在风扇叶片的固定圆片上,做了16个减重孔,如上图所示。
图2 扇翼叶片固定圆片 图3 扇翼固定翼型
2.2扇翼飞行器固定部分及翼型
扇翼飞行器翼型基本数据和结构:扇翼飞行器翼型弦340mm,外缘直径170mm。翼型后缘部分上下表面均为直线,上表面
您可能关注的文档
- 我为何投资百万参与瑶池集庆蟠桃会.doc
- 成都理工大学工程技术学院新建校门、文化墙及校门广场施工招标文件.doc
- 我为音乐狂.ppt
- 我们一起来吟诵——吟诵教学初探.ppt
- 我不是个好儿子教学案和同步练习.doc
- 我们是祖国的小苗苗.doc
- 我们正在走的路.doc
- 我们的八十年代群星演唱会.ppt
- 我们知道的磁铁正式版.ppt
- 我们纯真无邪.doc
- 2018年山东省属事业单位卫生类护理初级岗位公开招聘统考试题.pdf
- 2022年南通市高中阶段学校招生暨初中学业水平考试语文试卷.pdf
- 2011年江西中小学公开招聘初中语文教师考试卷(含答案).pdf
- 2022年湖北省武汉市中考语文真题(带答案).pdf
- 2017年天津市和平区教育系统招聘教师考试教育综合知识(含答案).pdf
- 2020年水利水电工程考试题.pdf
- 山东省青岛市城阳区2021-2022学年八年级下学期期中地理试题(含解析).pdf
- 陕西省汉中市镇巴县2021-2022学年七年级下学期期末检测地理试题.pdf
- 2024年水利水电工程备考练习题.pdf
- 2022年甘肃省金昌市中考生物真题(含解析).pdf
文档评论(0)