【求助】关于火箭的尾翼设计
chemistry022017/01/18喷气推进 IP:四川
Rt,又给论坛和虎哥添麻烦了,最近事情挺多,又百度不到,google在大陆打不开。所以在论坛问问。
回归正题。我发现在《探空火箭设计》(中国宇航出版社1993年版,宋忠保主编)中,5.3.1处(P153~155),发现这样两段“矛盾”的话:
1.P153,5.3.1第一至二行:“稳定翼的设计应在保证火箭静稳定度要求的前提下,合理选取具有高升阻比、能产生所需的稳定力矩的稳定翼面。”
P155,第一段(如果有一个自然段占了两页,那么它在第二页纸的文字不算做一段)第四至七行,“火箭稳定翼的翼展不宜超过箭体直径的两倍,因为小翼展的翼面在飞行中和箭体的干扰能产生较大的附加升力。同时翼展过大,不但刚性差而且会导致结构重量的增加。”
在这个网址XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/content/14/0403/21/1204156_XXXXXXXXXXXXtml上有一段话也与第二句话矛盾。
“经过试验和严格的理论计算表明,模型火箭的压力中心位于其重心后面的位置距离,应大于或至少等于其自身弹体的半径长度,才有可能满足气动稳定的基本必要条件,如果模型火箭在设计,制作及最后的发射调试过程中,发现未能满足这一条件,则可以确定这一模型火箭是不稳定的,必须立即停止其试验活动。而这种满足模型火箭正常飞行所必须的最小气动稳定性,又称为安全稳定性。       
对于一枚在设计上完全不稳定的模型火箭,它会在离开发射架进入空中后,立刻做不规则的翻滚运动而无法正常升空,这类模型火箭通常可达到的高度仅为10米以下,通常的不规则飞行速度平均为10~15公里/小时。然而,偶尔也会有意外的情况发生,一些原本不稳定的模型火箭,在消耗掉一部分燃料后,其重心位置会前移,而导致其压力中心与重心的相对位置发生本质性的变化,在经过连续几个翻滚过后,在随机位置和状态下,模型火箭由不稳定转变为稳定,有可能会突然间笔直地加速射向地面,对地面的人员和物品构成严重威胁。因此,发射不稳定的模型火箭是非常危险的,必须完全禁止。”

然后我在OpenRocket上改尾翼的数据(我的火箭直径定为44mm,所以直角梯形(或直角三角形)稳定翼的高要小于22mm),结果发现:稳定性最高(按OpenRocket的标准,重心在压心前方1倍箭体直径处时稳定性记为1cal)-0.498cal...
我来科创已经有一段时间了。感觉我不太想违背书上的原则,看到好多火箭翼展都>2箭体直径时,又没有能力也不想“拍脑袋定尺寸”(因为我没有设计尾翼的经验,书上讲得不太清楚(有些也看不太懂),网上和论坛上也没有经验),所以来求助一下:火箭的尾翼怎样设计最合适?麻烦经验的同志们帮助我一下,小弟感激不尽!
来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
Ma3.02的守望
8年0个月前 修改于 8年0个月前 IP:福建
829588
“火箭稳定翼的翼展不宜超过箭体直径的两倍”
“我的火箭直径定为44mm,所以直角梯形(或直角三角形)稳定翼的高要小于22mm”

的确翼展定义指的是两翼尖间距,但总觉得书上的翼展说的是单片尾翼的翼根到翼尖的间距。
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chemistry02作者
8年0个月前 IP:四川
829602
引用 Ma3.02的守望:
“火箭稳定翼的翼展不宜超过箭体直径的两倍”
“我的火箭直径定为44mm,所以直角梯形(或直角三角形)稳定翼的高要小于22mm”
的确翼展定义指的是两翼尖间距,但总觉得书上的翼展说的是单片尾翼的翼根到到翼尖的间距。
我也这样想...而且发现好多小型火箭(如探空火箭)的尾翼翼展都大于火箭直径的三倍了(包括广局的),只是中国的大型火箭(如运载火箭)一般尾翼都很小。
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拔刀斋
8年0个月前 IP:江苏
829647
稳定性要求必须满足,翼展过长会增加结构和工艺的难度但还可接受,加长翼弦的效果更好一些。
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chemistry02作者
8年0个月前 IP:四川
829651
引用 拔刀斋:
稳定性要求必须满足,翼展过长会增加结构和工艺的难度但还可接受,加长翼弦的效果更好一些。
翼展一定时不管翼弦怎么变都满足不了稳定性≥1cal
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HXKRRRR
8年0个月前 IP:北京
829690
引用 chemistry02:
我也这样想...而且发现好多小型火箭(如探空火箭)的尾翼翼展都大于火箭直径的三倍了(包括广局的),只是中国的大型火箭(如运载火箭)一般尾翼都很小。
运载火箭保持稳定主要不烤尾翼,而是推力矢量控制系统(换句话说就是可动喷管)。
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arminarlart33
8年0个月前 IP:山东
829776
Google不能用?科学上网吧
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chemistry02作者
8年0个月前 IP:四川
829779
引用 arminarlart33:
Google不能用?科学上网吧
Google不是被中国屏了吗...跟油管一样
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arminarlart33
8年0个月前 IP:山东
829787
引用 chemistry02:
Google不是被中国屏了吗...跟油管一样
所以要科学上网啊,VPN之类的
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chemistry02作者
8年0个月前 IP:四川
829801
引用 arminarlart33:
所以要科学上网啊,VPN之类的
不是说翻墙之类的...
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