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滑翔伞设计要素

(2013-04-14 12:09:12)
标签:

滑翔伞

设计

diy

杂谈

1.       滑翔伞的翼型

1.1    什么是翼型以及翼型的要素。

总体来说,任何由两个曲线组成剖面的板都可以产生升力,现代的最通用的翼型如下图所示。

 http://s12/mw690/8660fef0tda4a8d3baa0b&690


 翼型的要素就是翼厚(紫色线段)和弦长(黑色线段),中心线(绿色曲线)。

1.2    滑翔伞翼型的特点。

总的来说,滑翔伞的翼型是属于双凸厚翼型,蓝色和红色弧线向外凸出,机翼比较厚,具体表现就是翼厚是弦长的 16% 20%;最厚点位置位于弦长 10% 20% 处;中心线高是弦长的2% 左右;


2.       翼型的优缺点比较

 

翼厚

备注

1. 伞翼刚性 (内压)

 

2. 从塌陷中恢复

 

3. 飞行速度

 

4. 滑翔比

没有显著差别

 

中心线高度

 

1. 抗前沿塌陷能力

 

2. 伞翼充气速度

 

3. 滑翔比

 

 

最厚点位置

靠前

靠后

 

1. 从塌陷中恢复

 

2. 滑翔比

 

 

 

 

 

 

3.       伞翼投影比 (Projected Ratio)

 

http://s15/mw690/8660fef0tda4a87186f2e&690

Projected Ratio (投影比): 黑色线段和红色(或蓝色)弧线的比值。

一个稳定的前视弧度的必要条件是绿色线段大于紫色线段;绿色和紫色的长度差值越大,伞翼越稳定和安全,但是同时滑翔比越小。安全和性能永远不能兼得。上图中的蓝色伞翼比红色伞翼稳定性要好,容易从塌陷中恢复。

 

4.       翼型升力中心和翼型最厚点的关系

 

http://s16/mw690/8660fef0tda4a87ddbd5f&690

升力中心和翼型最厚点的位置有正比关系,升力中心会随着翼型最厚点移动。

 

5.       升力中心和伞绳长度的关系

  

http://s13/mw690/8660fef0tda4a88d3409c&690

 

通过升力中心做直线和翼弦垂直(紫色线和黑色线垂直),再依次确定 A, B, C 组伞绳的长度。这样确定伞绳长度的方法对翼根(伞翼中部)和翼稍部分都适用。

 

6.       后掠角度的确定

伞翼后掠角度的大小直接影响到翼稍飞行攻角的大小,后掠角度越大,翼稍部分的飞行攻角就越大。翼稍飞行攻角一般在 7 10 度之间,飞行攻角越小就越容易翼稍折翼或塌陷,飞行攻角越大越容易失速,所以也不宜过大。具体的后掠形状需要在 3D 设计软件(solidworks 或 pro-E) 中确定。

 

http://s1/mw690/8660fef0tda4a89deb570&690

 7.      展弦比(Aspect ratio)

 展弦比等于翼展的平方除以伞翼的面积。

 AR = L^2 / S

AR 越大,滑翔比就越大,但是伞翼越容易塌陷并越不容易恢复。性能和安全永远是一对矛盾。高级伞的 AR = 6.5 ;中级伞AR = 5.5 初级伞 AR = 4.5

 8.      反射翼型Reflex Wing

http://s5/mw690/8660fef0tda4a8b83e454&690

 

反射翼型和普通翼型的差别在于其后缘有 “S” 型的弯曲,会在后缘部分产生向下的力,和机翼前缘的向上的力相互作用亦形成一个使机翼抬头的力矩。

反射翼型的优点是伞翼非常稳定,不会前扣,即使塌陷也会非常容易恢复。缺点是气动效率较低,滑翔比小。反射翼型非常适用在翼稍部分,因为伞翼中部不存在塌陷问题。塌陷和折翼只会发生在翼稍部分。

http://s11/mw690/8660fef0t7c3aa7e195fa&690

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