介绍一种新型气动布局的飞行器----自由翼飞行器，大家来讲讲各自的看法

chenhuismile

xukejing 发表于 2015-7-27 17:53
感觉有些不对，我觉得机翼安装角的变化幅度应该做一下限制，并且发动机拉力与机翼的夹角也要限制在适当范围 ...

嗯，这也是我们现在正在考虑的东西。

redsock2009

叫自由翼可以说是大错特错！迎角可控制才是王道。就是可控制如无强烈的采用理由也不会有飞机用，最近出现的一架国外能够垂直起降电动飞机就采用了这种结构，但意义可能是得不尝失，这个轴不是一般的轴，里面要包涵翼梁，这个想到没有！

chenhuismile

redsock2009 发表于 2015-7-28 11:35
叫自由翼可以说是大错特错！迎角可控制才是王道。就是可控制如无强烈的采用理由也不会有飞机用，最近出现的 ...

恩，说的没错。自由翼的迎角的确是可以控制的，可以通过机翼后部的升降副翼来控制（在来流速度一样的情况下，一个升降副翼的上偏角对应着主机翼的一个平衡迎角），之所以叫其自由翼，是因为机翼与机身没有一个机械上的固定连接，机翼相对于机身是自由的。对于自由翼的优势，我在介绍里面已经说的很清楚了。对于自由翼的转轴问题，你说的很对，这跟轴不是一般的轴，对于大飞机，这跟轴在工程三的确是很难实现，但是对于模型验证机来说（例如翼展两米以下），这并不是很困难的事。目前国内的模型验证机就采用的3K碳杆，即当转轴，又当翼梁。

redsock2009

chenhuismile 发表于 2015-7-28 12:31
恩，说的没错。自由翼的迎角的确是可以控制的，可以通过机翼后部的升降副翼来控制（在来流速度一样的情况 ...

这东西也就用到小型的飞机上有点好处！主贴说了四点好处，不过这四点也就转动惯量小这一点有说头，其他的都有些牵强附会短距起降

例如这个短距起飞降落，现有的结构抬头形成的最大迎角与自由翼的迎角不会有太大的区别，因此有效地改变飞机起飞升阻比大小是一厢情愿。

抗突风载荷在飞机本身就有强度裕度的情况下也不会有差别，现在自动控制已经实现了利用副翼偏转调整阵风载荷的目的，所谓的对率流敏感其实也是一个小小的噱头，知道了切风还害怕什么，自由式翼必须要固定在机身上，由操控系统控制，在不知道切风的情况下虽然是反应快速，但在切变探测技术面前这一点与固定翼的提前反应无二致。能够实现结构模块化设计这一点则根本没有根据，一根大碳管的结构现在航模上用得很多，其实这种结构就是自由翼的前身，前后锁定装置就相当于操控系统，常规结构也照样模块化，

现在有可变弯度机翼，这个历害，也不受结构的限制，大小通吃！

vigo316

既然已经小模型验证了，麻烦上个图啊

redsock2009

Torey 发表于 2015-7-26 22:10
我觉得这种布局的机翼，一旦进入失速，则几乎无法改出。
比如，飞机在高过载情况下，机翼气流分离，升力中 ...

这种机翼在特种飞行时可能有用武之地，如固定翼的三D飞行，表演艺术航空！失速不会确实如此，但飞机一定要加控制其角度的装置，只是意义非常有限！这实际上是牛角尖技术，钻进去到最后就没意义了，呵呵，光说机翼的转动惯量小，可再小能有可动舵面的小？人家消化气流的扰动远要比转动机翼快，因此所谓的转动惯量小就是噱头！

redsock2009

jetliao 发表于 2015-7-26 22:46
正解。
所有带机翼的飞行器在空速不一样的情况下，其升力中心是不一样的，举个例子：超声速飞机在超声速 ...

它这个东西就是小型飞机直机翼小速度，属于传统概念再次开发，是牛角尖技术，用不到其他飞机上去！

redsock2009

vigo316 发表于 2015-7-28 14:59
既然已经小模型验证了，麻烦上个图啊

这有嘛验证的？机翼迎角变化已经丰富的经验，人们早就知道机翼转动也能飞行，就是花不来没人这样搞了，现在无人机大规模出现，好像它又活过来了，仅此而已。

雾海孤帆

升力中心始终保持在转轴之后，是能自动改变迎角以保证不失速的前提。
个人感觉，升力中心和转轴的距离，是问题的关键。
距离大了，虽然迎角随气流变化的更快更稳定了，但翼载荷肯定要小了，飞机承重是个问题。
距离小了，升力中心围绕转轴旋转所需的转矩变大（因为力臂变短了），所以翼载荷高了，飞机承重能力提高，但是，机翼旋转改变迎角的能力和灵活性肯定下降，甚至有可能升力中心跑到转轴前面去，而导致迎角失去自稳而立即失速。

redsock2009

雾海孤帆 发表于 2015-7-28 18:18
升力中心始终保持在转轴之后，是能自动改变迎角以保证不失速的前提。
个人感觉，升力中心和转轴的距离，是 ...

呵呵，你的感觉不对劲啊！这个机翼只是转动，在升力中心上可以看成是轴上，再自动改变迎角升力也是在重心的前面，这一点不是关键！。
关键是意义没有，主贴中说了四点，其实一点也靠不住，机翼质量轻，转动惯量小，但操纵力矩也小，想反应快速？那就请加大操纵装置的功率，而反应更快速的是机翼上的舵面，一下子就能增加升力，这在飞行资源上就存在着以时间换取空间的效果，因此在操纵效果上会一样，但操纵装置的重量却非常轻，

chenhuismile

雾海孤帆 发表于 2015-7-28 18:18
升力中心始终保持在转轴之后，是能自动改变迎角以保证不失速的前提。
个人感觉，升力中心和转轴的距离，是 ...

嗯，说到点子上去了。这也是我在帖子介绍研究现状里面提到的。

chenhuismile

redsock2009 发表于 2015-7-28 13:41
这东西也就用到小型的飞机上有点好处！主贴说了四点好处，不过这四点也就转动惯量小这一点有说头，其他的 ...

短距起降的原理其实还有拉力矢量的因素

雾海孤帆

redsock2009 发表于 2015-7-28 22:05
呵呵，你的感觉不对劲啊！这个机翼只是转动，在升力中心上可以看成是轴上，再自动改变迎角升力也是在重心 ...

有点不知所云啊抱歉。感觉可能没有认真看楼主1楼的帖子。

雾海孤帆

这个设计的好处之一是机翼单独改变迎角，避免了刚性机翼平尾操纵俯仰，导致的全机迎角变化而带来的无用的阻力和操控不稳定性。之二是自动，带来的好处是无需复杂的控制系统和机构以及相应的感知元器件。
这个可以比作没有电传操控技术前设计的具有自稳特性的飞机。当然这个如果加上电传操控系统那就不必拘泥于升力中心必须位于转轴之后了，可想象的空间那就变的很大了。
随着数字电传控制的技术和可靠性的不断进步和小型化，感觉这个自由翼的设计有非常大的讨论空间。
其实，要是真有了足够可靠和复杂的数字电传控制技术，飞机变成什么样子都是有可能的了，不只是机翼这个局部了

redsock2009

雾海孤帆 发表于 2015-7-29 01:20
这个设计的好处之一是机翼单独改变迎角，避免了刚性机翼平尾操纵俯仰，导致的全机迎角变化而带来的无用的阻 ...

实际上这个设计在实践中已经有了，例如全动平尾，结构重量比平尾上加舵面要大一些，但因为是以小代大，起到的是称陀作用，因此有了用武之地，机翼用平尾操纵俯仰，没有要避免的东西！全机迎角变化带来的无用的阻力增加是有，但与全动结构重量相比，根本不值得一提，所谓的操控不稳定性何以谈起？。好处是自动？机身不管机翼不要紧，要紧的是机身自身需要操纵，全动翼还得需要机身的操纵，这凭空增加的操纵系统或放大尺寸的操纵系统谁掏钱？，无需复杂的控制系统和机构以及相应的感知元器件也是无从谈起，增加了操纵装置还能说是简化无需要？。
说具有自稳特性的飞机也无根据，自由翼不自由，得由机身控制，不受控制也行，只提供升力，但这与无需要复杂元件有嘛关系？。电传操控系统已经实现了升力中心超前于重心，自由翼上来，实际上已经是画蛇添足或狗尾续貂之类的行为了，那人可想象的空间？
实际上航空界在飞行控制上该项干的事情已经干完，数字电传控制的技术和可靠性的不断进步和小型化就是其主要特征，与硬件的关系已经不大了。

redsock2009

雾海孤帆 发表于 2015-7-29 00:32
有点不知所云啊抱歉。感觉可能没有认真看楼主1楼的帖子。

与前面几位认为的机翼升力中心会随着速度的改变而后移，其实自由翼完全可以做到让这个升心中心移动的幅度小一些，因为它的迎角始终与气流处于最佳状态，再变化也是办矩上的事，不存在关键不关键，关键就在于花来花不来！

chenhuismile

redsock2009 发表于 2015-7-29 10:12
实际上这个设计在实践中已经有了，例如全动平尾，结构重量比平尾上加舵面要大一些，但因为是以小代大，起 ...

说实话，您回帖这么多内容，说明你的确是狠人真思考了，但是我一直抓不到头绪，不知所云。

redsock2009

chenhuismile 发表于 2015-7-29 23:47
说实话，您回帖这么多内容，说明你的确是狠人真思考了，但是我一直抓不到头绪，不知所云。

主贴中提到自由翼用副翼控制迎角，想得倒不错，可副翼对飞机横侧平衡至关重要，按照这个思路下去，你会发现这种想法不切合实际！

键盘上的K

升力被翼吸收，机翼会想红旗一样上下摆动。不能获得升力的飞机根本飞不起来。

redsock2009

键盘上的K 发表于 2015-7-30 13:09
升力被翼吸收，机翼会想红旗一样上下摆动。不能获得升力的飞机根本飞不起来。

呵呵，力能被机翼吸收？消耗了能量的力量不会消失！它将支撑机体，不是像红旗一样上下摆动，而是像固定在标杆上的风标一样，尽管没有移动，但力量同样作用到了标杆上，