一种简单的设计航模机翼的方法

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文号938503

6191

一种简单的设计航模机翼的方法

Unit2024/10/20航空技术 IP:四川

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一种简单的设计航模机翼的方法

（2年前就已经在科创潜水了，当时更多在关注火箭版，无奈没有制作火箭的条件，只能跑到这里来了，反正不管航模还是火箭，只要能飞的我都感兴趣）

第一篇文章，不知道有没有人发过重复内容如有错误或重复请指出或刪除

我知道大部分人都用模拟软件来设计航模，但作为贫穷的学生党，我连电脑都没有，于是想出了下面的主意来设计机翼。

在伯努力定理中，1/2ρv*2为动能，ρgh为重力势能， p为压力势能　

$p + ρ g h + 1 / 2 ρ v^{2} = C$ $p_{2} + ρ g h + 1 / 2 ρ v_{2}^{2} = C$

C为常数,p为机翼上方压强，p2为机翼下方压强，v为机翼下方气流速度（飞机速度），v2为机翼上方气流速度，G为飞机总重，S为机翼下表面面积（待会儿详细说），ρ为空气密度，v2大于v大于0，p2大于p，則可得

$p + ρ g h + 1 / 2 ρ v^{2} = p_{2} + ρ g h + 1 / 2 ρ v_{2}^{2}$

移项并合并

$p - p_{2} = 1 / 2 ρ (v_{2}^{2} - v^{2})$

其中 $p - p_{2}$ 即为 $Δ p$

对应的， $Δ p = G / S$

所以最终变形为

$\sqrt{2 G / S ρ + v} = v_{2}$

将自己航模的参数代入（G，S），空气密度代入（ $1 ． 29 k g / m^{3}$ ），就得到一个函数，在函数中取的v，v1值的差即为气流走过的路程差，也相当于机翼上下面积差，这样就能设计机翼上表面了.

另外，机翼下表面默认为平面，计算时代入的G是设计之前的总重，也就是说机翼这部分的重量计算时得考虑一下(其实影响也不大)。S本來应该是机翼中部截面面积（如图），但我觉得换成下表面的话也一样

下面举个例子：某初三学生制作了一台矩形翼简单航模，测得G =2 N，S =0．12 $m^{2}$ ,而空气密度为 $1 ． 29 k g / m^{3}$ 他就能得到 $\sqrt{25 ． 839 + v} = v_{2}$

函数图像就是这样的（绿的是取值范围）

取v值为5.54m/s，则v2值为5.6017m/s

上下翼面截面长度差为6.17厘米．

这种方法靠不靠谱我还不太了解，不过凑合用还是可以的。

另外也顺便得出了飞机飞行速度为5.54米每秒，然后就该考虑动力系统了^

[修改于 6个月13天前 - 2024/10/20 15:03:29]

来自：航空航天 / 航空技术

~~空空如也

Unit

作者

6个月11天前 IP:四川

938543

2楼

有没有大佬帮忙用仿真软件来验证一下啊

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Unit

作者

6个月11天前 IP:四川

938550

4楼

仿真过了吗？真的正确？

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Unit

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6个月10天前 IP:四川

938581

5楼

是不是公式变换错了

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Unit

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6个月7天前 IP:四川

938662

6楼

糾正一下文中公式， $\sqrt{\frac{2 G}{S ρ} + v^{2}} = v_{2}$

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Unit

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6个月5天前 IP:四川

938735

7楼

这是修正过的图像

可以看到速度越快，v2，v差值越小

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Unit

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6个月0天前 IP:四川

938882

9楼

Bro,c = $\frac{F}{S q}$

= $\frac{2 F}{(ρ v^{2})}$

就是 $\frac{2 F}{ρ v^{2} S} = \frac{ρ (v_{2}^{2} - v^{2})}{2}$ （能这么替换吧）

我把q中的动压的气流速度理解成v，F近似理解成G，再变化就成了 $v_{2} = \frac{\sqrt{\frac{4 G + v^{4} ρ^{2} S}{S}}}{ρ v}$ 相当复杂，简直不知道是对还是错了

此时再代入例数据，则有

数据看起来挺合理

另外动压是对与空气流动方向垂直或斜交的平面施加压力，所以是机翼前缘受压，并且压力作用方向与水平面存在一定角度？

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Unit

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5个月19天前 IP:四川

939426

11楼

针对上述讨论进行总结

对固定翼航模上下翼面的设计进行初级分析，得出较简单的理论，或许能作为简单翼型、低速飞行的小型航模的近似解（感谢各位大佬批评指导）。

$\sqrt{\frac{2 G}{S ρ} + v^{2}} = v_{2}$ 这是公式

图中的航模翼面面积为0.12 $m^{2}$ （翼长60cm，翼宽20cm)，质量0.15kg

代入得

v2:v=6:7.44176，计算得当下翼面横截面长为20cm时，上翼面为24.805cm

这个是近似解

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Unit

作者

4个月29天前 IP:四川

940064

13楼

我在设想一个实验，用PC板做一架三角翼航模(上下翼面平行),以一个稳定的动力源将它弹射岀去，大量实验，将它的飞行轨迹和姿态记录下来，进行受力分析，空动分析等等，从而提出关于上下翼面平行类飞机的飞行原理猜想。

似乎听起来要比搭一个风洞猛吹更容易实现，虽然有比较多的干扰，但我认为通过大量重复实验能解决这些问题。

请教可行性。

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Unit

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4个月25天前 IP:四川

940237

16楼

引用飞友一只发表于15楼的内容

“C为常数,p为机翼上方压强，p2为机翼下方压强”中p1 p2严格意义上是静压而且△p查得到，用升

我想说的是这个理论问题不少，简单初级，但应该并不妨碍将其与部分应用场景和其他问题结合，然后设计出水平较低的东西(和我举的例子中的飞机差不多).

如果要考虑这么多的量，那就直接上仿真软件(comsol或是其他什么)，整个大活岀来

对于我及部分学生来说，我认为这个近似解是能用的

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