[发明专利]一种具有升力面在流体中运动的机械总体气动布局方法

权利要求书

1.一种具有升力面在流体中运动的机械总体气动布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据伯努利公式推导出机翼翼型的载荷分布、气动合力大小和指向与速度方向的关系，所述伯努利公式为：

1/2ρV²+ p_h +ρgh=常数（1）

式（1）中，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为点所在高度，V为速度，p_h 为当地静压；

由式（1）得出： 对于机翼翼型上每一点来说，动压+静压=总压=常数；

计算机翼翼型上每一点的压力系数，压力系数P是指剩余压力与远前方来流动压的比值，计算公式如下：

P =P / (1/2ρ_∞V_∞² )；

P = 1 - V² /V_∞² ；

P =1 - A²_∞/ A²；

P = 1 - F² (t,f)/F²(t,f) _∞（2）

式（2）中，ρ_∞和V_∞ 是远前方来流的流体密度和速度；

A 和 A_∞是当地和远前方来流通过的流管截面面积；

F(t,f)和F(t,f)_∞ 是流体经过翼面当地和远前方的形状函数，包括厚度t和弯度f；由于远前方没有翼型，设定F²(t,f) _∞ 为1.0，推导出P的表达式为：

P = 1 - F² (t,f)（3）

由式（3）可知：机翼翼型上每一点的压力系数，只与翼型上每一点处的几何外形有关，与速度的方向无关；

和/或，利用CFD软件求解纳维-斯托克斯方程，或通过风洞实验、飞行试验，获得机翼翼型的载荷分布、气动合力大小和指向；

S2、基于S1步骤得出的所述机翼翼型的载荷分布、气动合力大小和指向与速度方向的关系，反向布局机翼翼型的前后缘，使翼型倒相180度，将翼型的后缘放置在机身或驾驶员的前方，翼型的前缘指向机身或驾驶员的后方，计算全机的零升阻力C_D0、升致诱导力在速度方向上的投影C_Di；对气动力在坐标系上的分量进行机体坐标系、气流坐标系和地面坐标系之间的转换；

S3、计算全机的升阻比K和剩余推力系数n，K 和 n的计算表达式为：

K=C_L / C_D ；C_D = C_D0 ±C_Di ；

是误差修正系数，正向布局时取正号，取1.0；反向布局时取负号，的取值范围为0.8~0.95，根据所利用的数据的准确度选取；

n=(σ- C_D0 /C_L- f 0.5) ±1.05/(Aπ)C_L ；

σ= T/W ；

σ为推重比；的取值方法和计算K值时相同；

S4、计算全机的飞行性能、操纵性、稳定性和飞行品质；

所述S2步骤的所述反向布局机翼翼型的前后缘的方法还包括：

反向布局机翼翼型的气流迎角变或安装角相对于现有的正向布局机翼翼型不变；

所述S2步骤的所述反向布局机翼翼型的前后缘的方法还包括：

反向布局机翼翼型的机翼焦点在机身上的位置与现有的正向布局机翼翼型的焦点相同；

所述反向布局机翼翼型的机翼焦点的位置如需改变，则重新计算和布局全机重心位置和水平尾翼位置，确保整机具有合适的静稳定度。

2.根据权利要求1所述的具有升力面在流体中运动的机械总体气动布局方法，其特征在于，还包括：

采用附面层吹除增升技术，以提高翼型升力。

3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述的具有升力面在流体中运动的机械总体气动布局方法的步骤。

4.一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1或2所述的具有升力面在流体中运动的机械总体气动布局方法的步骤。