确定飞翼的重心的方法

lgq5106

先看一个飞翼图纸,注意其重心位置

一般固定翼飞机的重心取在平均气动弦长处距离前缘的30%~40%.尾力避越短,重心越靠前,这样飞机的才能较好飞.飞翼可以看作机身很短(或着尾力臂很短)的飞机,其中心位置更靠前一些,一般取到15%~25%.用几何作图法很容易找到重心的位置.见下图

这是用几何画板软件作图的结果,图中重心在F处,线段DE是平均气动弦长.取25%时,F距离A点20.7cm,取15%时,F距离A点18.3cm.与原设计图对比,基本吻合.一般,矩形翼重心取15%~18%,梯形翼取20%~25%(个人经验).我一直用这个方法设计飞翼.

lgq5106

再上一个图,原图见去年《航空模型》。

红色线处为平均弦长，重心取21%。作图结果原设计相符合。

Edward

尾力臂越短，重心越靠前，这样飞机的才能较好飞？LZ是不是说错了？
尾力臂是尾翼焦点到重心的距离，对于飞翼或无尾布局的飞机，通常不讨论尾力臂，只讨论焦点弦力矩的平衡。

lgq5106

原帖由 Edward 于 2007-6-14 00:35 发表
尾力臂越短，重心越靠前，这样飞机的才能较好飞？LZ是不是说错了？
尾力臂是尾翼焦点到重心的距离，对于飞翼或无尾布局的飞机，通常不讨论尾力臂，只讨论焦点弦力矩的平衡。

在常规固定翼飞机上应该不错,如弹射自由飞的重心在80%左右,橡筋动力自由飞的重心在50%左右,无线电遥控的重心在30%左右,以上机种结构的最大区别是机尾的长度.
飞翼或无尾翼飞机是固定翼的特殊情形,通常讨论焦点弦力矩的平衡.如果你熟识这种方法,那就这样去设计你的飞翼也没什么不对.但对于熟识固定翼而又缺少飞翼方面经验的人来说,借鉴原有的经验比学习新理论更容易接受和上手.出于上述原因,才有了将飞翼视为极短尾力臂机种的思想,借用固定翼的经验,解决飞翼问题的思路方法.
从上面两个图例可以看到,这种方法与焦点弦力矩的平衡法并无冲突.
由于本人不是学航空的,只能从经验和物理学的角度去分析,如果有专业性错误,请在楼下匝砖.

Edward

把尾力臂说成是重心到焦点的距离是一种原则性错误，重心到焦点的距离叫做飞机的安定余度，是衡量飞机纵轴（俯仰）安定特性的一个数值。

如果一定要用常规飞机得平衡方法描述飞翼，那么应该将飞翼分成前后两端（对S翼型以其中弧线二次导数为零的地方划分），分别设定两个焦点来讨论。

lgq5106

原帖由 Edward 于 2007-6-14 13:41 发表
把尾力臂说成是重心到焦点的距离是一种原则性错误，重心到焦点的距离叫做飞机的安定余度，是衡量飞机纵轴（俯仰）安定特性的一个数值。

如果一定要用常规飞机得平衡方法描述飞翼，那么应该将飞翼分成前后两端 ...

我这里没有说到"尾力臂是重心到焦点的距离",也没有给出尾力臂的具体定义,目的就是避免过多的专业理论.机尾越长,尾力臂越长,有这个感性认识就够了.中心位置和尾力臂长度等参数的确切关系也没有给出,知道尾力臂越长,重心越靠后就够了.而这些定性关系对玩固定翼的人来说,都是比较熟识的.
用常规飞机的平衡来讨论飞翼,楼上Edward 的观点是正确的.但在论坛中有不少模友,并不具备相关的专业知识和数学基础,还有相当多的中学生,他们就无能为力了.
这里,除了将飞翼近似为短尾固定翼外,用平面几何知识求解重心,也考虑到了部分人的数学功底问题,尤其是中学生.使用《几何画板》软件,很容易求得两点间长度,简单几何图形面积,两直线的夹角等,软件本身的使用也很简单.
做模型不一定要追求很高的精确度,只要不偏离要求太远,能用简单的方法实现目的就够了.实际飞行时还可以修正.
我用5mm的KT版做过翼展40cm的自由飞飞翼来验证,重心位置基本在作图得到的地方,试飞后将重心往前移2mm左右,就可以得到很好的滑翔性能.在1.5m左右的高度水平掷出,落地点距掷出点有12左右m.滑降比达到了8.这就说明这个方法应该可用.总比盲目实验,摔到伤痕累累才找到重心好多了.

Edward

大哥，就你这“尾力臂越长，重心越靠后”就已经弄反了，尾力臂是尾翼焦点到重心的距离，重心越靠后，这个距离就越短。

lgq5106

原帖由 Edward 于 2007-6-14 22:45 发表
大哥，就你这“尾力臂越长，重心越靠后”就已经弄反了，尾力臂是尾翼焦点到重心的距离，重心越靠后，这个距离就越短。

对尾力臂的定义——尾力臂是尾翼焦点到重心的距离，我和你的理解是相同的。
这里可能有个理解上的误会,我说的重心靠后,是指重心到机翼前缘的距离增大,参考点选在机翼前缘处,玩固定翼的通常都这样表达重心位置,而你的参考点取在尾翼焦点,实质上是同一回事.
“尾力臂是尾翼焦点到重心的距离，重心越靠后，这个距离就越短。”相对机翼前缘的距离就越大,重心位置相对前缘靠后了.即我说的“重心靠后”.

Edward

还是觉得你的表述有问题，即使你用前缘作参考，重心在前缘之后再靠后，就是重心更靠近机尾，那不也是尾力臂缩短。
另外，我一般是用CAD画出焦点弦位置，不过焦点弦也是有公式可算的：
C=S/b^2
式中，S为机翼投影面积，b为翼展，C为焦点弦长。其推导过程属于初等几何范畴，我就不演示了。
知道焦点弦长，通过解相似三角就能确定其在机翼上的展向位置了，而焦点，就在焦点弦前1/4处（经验告诉我们这个值在低速时对所有翼型都适用）。

lgq5106

看这个图

其他条件不变的前提下,减小机身长度,尾力臂减小了,重心位置也向前缘靠近了.
飞翼看作机身很短的固定翼,尾力臂是肯定要缩短的,要保持飞机的平衡,重心必须向前缘靠近.这个用杠杆平衡原理就可以说明.所以,尾力臂越短,重心相对前缘的位置就越靠前.

gdmmyxlpelgc

:em26:

Edward

通常我们讨论飞机力矩平衡时是假设飞机的特征几何形状不变的:em17:

nylaowang

:em22:

罗大将军

:em26:

netcat

:em22: :em22: :em22:

gangan

:em26:

深圳远航

好！！上次的飞翼就是因为重心没弄好，推力线怎么设定？？

yqyqingyv

:em26:

uikyhuang

学习.这个东东很不好搞

fujianshu

:em21: