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火箭助推滑翔机
理论方案设计
名目
摘要 3
滑翔机构造布局图 4
滑翔机设计与计算 5
计算简图 5
竞赛大气状况估量 5
飞行面的设计 5
飞行面的计算 6
定量、定性分析 错误!未定义书签。
机翼设计 错误!未定义书签。
尾翼设计 错误!未定义书签。
机身设计 错误!未定义书签。
展弦比确实定 错误!未定义书签。
上反角确实定 错误!未定义书签。
迎角确实定 错误!未定义书签。
配重 错误!未定义书签。
强度校核 错误!未定义书签。
机翼边缘和尖端 错误!未定义书签。
滑翔机调试 错误!未定义书签。
实际制作中留意事项 错误!未定义书签。
滑翔机的载荷分析 错误!未定义书签。
滑翔机整体受力分析 错误!未定义书签。
受力分析 错误!未定义书签。
模型飞机的俯仰平衡 错误!未定义书签。
模型飞机的横向平衡 错误!未定义书签。
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载荷分析 错误!未定义书签。
飞行性能估算 错误!未定义书签。
总结与体会 8
参考文献 9
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摘要
依据竞赛组委会供给的发动机总冲和竞赛规章要求，我们设计了机翼面积为378 平方厘米，翼展为 540 毫米，展弦比 ，一折上反角为约 10 度，二折上反角为约 25 度的双折固定翼滑翔机。机翼翼型为平凸机翼。迎角为 度，以提高升力系数。依据机翼面积，通过分析计算设计了水平尾翼与垂直尾翼的尺寸。为减轻滑翔机质量，我们对机翼进展了打磨变薄流线型设计，削减在火箭推动滑翔过程中产生的空气阻力，使滑翔机裸机总质量掌握在 27 克左右。我们将 30g 的配重置于机身，以加强机翼的调整力量，以及平衡性。利用 PROE，CAD,等软件绘图并估算飞机各项性能指标，分析了飞机放射时和放射后的受力状况，进展了材料强度校核。本次火箭助推滑翔机的设计与制作属于模型飞机竞时赛，我们制作的模型具有良好的飞行姿势和滑翔稳定性，能在高空保持低速盘旋的状 态。飞行高度估量 25 米左右，留空时间可以到达 40-60 秒。
关键: 二折固定翼滑翔机，主翼，副翼，上反角，展弦比 ，配重、迎角
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滑翔机构造布局图
图 1-1 构造布局示意图
图 1-2 滑翔机示意图
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滑翔机设计与计算
计算简图
竞赛大气状况估量
由于每个地区存在不同气流、稳定、湿度、场地等缘由，所以要提前对竞赛场地进展调查，对飞机进展适当的调整。本次我们的竞赛场地是宁波大学。以下是竞赛近期风速走向图〔图片来自中国气象网〕
图 2-1 近期风速走向图
依据以上的图标，我们试飞当天由于天气状况多云，风力3 级左右，我们对我们的主翼折角取 10 度，有利于飞机的飞行。
飞行面的设计
滑翔机有三个飞行面：机翼、水平尾翼和垂直尾翼。对于任一架滑翔机来说， 机翼是最重要的飞行面。机翼的大小、外形和剖面打算着滑翔机的性能。机翼面积 Aw 取决于所使用的模型火箭发动机总冲(或型号)，对于该次竞赛的发动机型
号表所示如图：
火箭发动机参数
型号 外 形 尺 寸 总冲 N*S 平均推力 最大推力 初始质量g 延迟时间S
mm N N
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ZL-2 *70
3
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图 2-2 总冲与质量关系图
上图中阴影线表示每一冲量所对应的可能机翼面积范围和每一机翼面积所对应的滑翔和放射质(重)量变化,该机飞行留空时间较长,并且考虑到火箭助推存在高速环境，为削减升空阻力，通过查阅资料，将机翼截面外形设计成流线型设计图如下:
飞行面的计算
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s
该滑翔机的几何尺寸如上图所示，翼展〔
〕为 540mm，机翼跟弦〔 c 〕
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WR
WT
w
75mm，机翼尖弦〔 c
s
〕65 mm，水平尾翼翼展〔 s
〕140 mm，水平尾翼跟
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弦〔 c 〕65mm, 水平尾翼尖弦〔 c 〕40mm,垂直尾翼高〔 S 〕40mm,垂直
sR sT f
fR fT
尾翼跟弦〔 c 〕60mm, 垂直尾翼尖弦〔 c 〕35mm,。由以上参数可以得：
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机翼面积 A
W
= WR + C ´ S
C
WT
2 W
75 + 65
= ´ 540 = 378cm2
2
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水平尾翼面积 A
s
C + C
= SR ST
2
65 + 40
´ S = ´140 =
s 2
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垂直尾翼面积 A
f
= CfR + CfT ´ S
2 f
= 60 + 35
2
´ 40 = 19cm2
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D = 1 C
2 D
r A v 2
w
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式中， C 、r、A 、v 分别为阻力系数、空气密度、机翼面积和飞行速度。
D w
图 3-4 滑翔机的飞行过程
将上式代入垂直飞行方程：
T - D - Mg = M dv
dt
得到助推和滑行阶段的微分方程为
dt = dv
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w
( T - g) - (CD A )
rv 2
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M M 2
和 dt = dv
C A rv 2
g - ( D w )
M 2
式中， t 为时间； T 为发动机推力； M 为模型质量； g 是重力加速度。
对5 牛·秒动力的椭圆形机翼的阻力曲线进展预估，由资料得到的阻力系数可
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以近似地用下式表示 C
D
=
+
L
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总结与体会
通过屡次选拔，最终确定我们参与竞赛，我们清楚的了解到各自的优势，同时认清需要提高和努力的方向。在剧烈的竞赛中，我们深刻地感受只要认真勤奋， 坚持不懈的努力，就肯定能抑制各种困难，取得好成绩，同时，我们每个人的团队合作力量大大增加，并对自己在一个团队中的定位有了一个略微明确的判定， 这对我们以后在社会上的立足增加了一个有力的砝码。同时，我们学到了很多额外的学问，而且从另一个角度来讲，让我们重温习了下以前学过的学问，这对我们以后融会贯穿大学里学的学问格外有帮助！固然，在设计过程中还消灭了很多的问题，但通过去图书馆找书，上网查找资料，以及向指导教师请教，不断的学习，解决，提高，制造出的滑翔机无论是飞行性能还是外观，都在不断的进步， 改善。可以说在自己动手，不断实践的过程中，我们的动手力量，觉察问题解决问题的力量得到了很大提高。
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参考文献
谢础主编，《航空模型》合订本，航空学问杂志出版社，2025、2025、2025 年。
王敬超主编，《模型火箭》，西安四凯模型火箭公司，1994 年。
王铮主编，《航天根底学问》，广州天河航天奇观培训教材，1997 年。崔吉俊主编，《火箭测试技术》，国防工业出版社，1999 年。
王铮主编，《轻质滑翔机的构造》，西安四凯模型火箭公司，1995
《》——百度公司
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