(3-2)
当小攻角时,其法向力系数对攻角的导数近似为
(3-3)
实验表明,在超声速时,紧接着头部后面约2~3倍直径的圆柱段上也产生部分法向力,所以头部的法向力系数可表示为半经验公式
(3-4)
式(3-4)中的 实际为加上圆柱段法向力影响的头部法向力系数导数,在小攻角时近似为0.035。
(2)粘性法向力
气流以大攻角绕流箭体时,因粘性影响在箭体背风面将发生边界层分离现象,计算箭体法向力系数时须考虑粘性修正,可用如下经验公式表示
(3-5)
式中: —箭体长细比; —横向气流绕过圆柱体的阻力系数,在湍流边界层时取0.35,在层流边界层时取1.2。
(3)箭体总升力
组合前述各部分法向力系数式(3-4)、(3-5)即可得到 ,代入式(3-1)得到方案A箭体升力系数表达式
(3-6)
式(3-6)是在箭体有收缩尾段的时候适用,本论文的总体设计没有收缩尾段,所以方案A的升力系数应按下式计算
(3-7)
对于方案B的升力系数还需要考虑的因素有扩张锥裙法向力,扩张锥裙的法向力系数导数 ,可以假想锥外形参数,并用锥形头部的相同方法计算假想锥法向力系数导数 ,然后应用下式计算近似值
(3-8)
式中: —假想锥的法向力系数导数; —主箭体直径(m); —火箭助推器的直径(m)。
当考虑了扩张锥裙法向力之后计算方案B的升力系数可按下式进行
(3-9)
式(3-9)中的 可近似以箭体零攻角阻力系数 代之。上述公式在攻角 小于 时也能近似适用。
3.1.2 稳定翼升力
在设计方案中稳定翼的展弦比较小,由于其正常飞行时攻角较小,采用薄的对称的翼剖面形状,因此使用线化理论计算气动特性能接近实际飞行情况。在亚声速区可采用升力面线化理论,此时升力面以一系列不连续的附着涡代替,通过对环量积分求得升力系数。
小攻角时,对称翼剖面的平板翼升力系数为
(3-10)
稳定翼的升力系数可用下式表示为
(3-11)
由参考文献[3]可以得到 对应的值
(3-12)
式中: —稳定翼展弦比; —稳定翼弦中点连线的后掠角(°); —稳定翼根梢比; —翼型相对厚度。
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