一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法技术

本发明专利技术公开了一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，包括：步骤一，提取并计算三栖气垫船的基本结构参数；步骤二，建模工作，根据步骤一中计算得出的基本结构参数进行三栖气垫船模型的建立；步骤三，将步骤二中建立的三栖气垫船模型导入Gambit软件中，并对三栖气垫船模型进行网格划分；步骤四，将步骤三中网格划分完成后的三栖气垫船模型导入Fluent软件中并进行气动特性计算分析；步骤五，根据步骤四中计算分析得到的数据，确定使升阻比达到最大值时的攻角大小；步骤六，根据步骤五中得到的攻角大小确定机翼的安装角度。本发明专利技术利用Fluent软件对三栖气垫船进行气动特性的计算分析，从而得到较为适合的机翼安装角度。

A method to obtain an amphibious Hovercraft wing mounting angle

The invention discloses a method for acquiring an amphibious Hovercraft, the wing mounting angle comprises: step one, the basic structure parameters of extraction and calculation of amphibious Hovercraft; step two, modeling work, establish the basic structure parameters according to the calculated in step one of amphibious Hovercraft model; step three, amphibious Hovercraft the second step to establish the model into Gambit software, and carries on the grid division of the amphibious Hovercraft model; step four, the amphibious Hovercraft model into Fluent software in step 3 mesh after the completion of the calculation and analysis of dynamic characteristics of gas; step five, according to the calculation and analysis of data obtained in step 4, make sure l drag ratio reaches the maximum value when the angle of attack size; step six, according to the installation angle of the wing to determine the size of the fifth step angle of attack. The analysis and calculation of the aerodynamic characteristics of the amphibious Hovercraft using Fluent software to obtain the suitable wing mounting angle.

【技术实现步骤摘要】
一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法
本专利技术涉及飞行器仿真计算
，尤其涉及三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法。
技术介绍
目前，世界上主流的两栖船为水陆两栖的气垫船和水空两栖的地效翼船。水陆两栖的气垫船重量大，相对比较笨重，不能进入空中；而水空两栖的地效翼船只能在特定区域飞行，上述两种类型的船都不能实现水陆空三栖使用。鉴于此，市场上出现了能够在水里、陆地和天空使用的三栖气垫船，机翼安装角度是三栖气垫船的重要参数，直接影响着三栖气垫船的使用性能，现有三栖气垫船的机翼安装角度采取的是现场测试的方法，需要进行反复多次的改进和测试，费时费力。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，其利用Fluent软件对三栖气垫船进行气动特性的计算分析，从而得到较为适合的机翼安装角度，能够有效的减少现场测试的次数，缩短研发周期。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，包括：步骤一，提取并计算三栖气垫船的基本结构参数；步骤二，建模工作，根据步骤一中计算得出的基本结构参数进行三栖气垫船模型的建立；步骤三，将步骤二中建立的三栖气垫船模型导入Gambit软件中，并对三栖气垫船模型进行网格划分；步骤四，将步骤三中网格划分完成后的三栖气垫船模型导入Fluent软件中并进行气动特性计算分析；步骤五，根据步骤四中计算分析得到的气动特性数据，确定使三栖气垫船的升阻比达到最大值时的攻角大小；步骤六，根据步骤五中得到的攻角大小确定三栖气垫船的机翼的安装角度。优选的，步骤一中的基本结构参数包括：起飞总重量、翼载荷、升阻力特性。优选的，步骤三中的网格划分具体包括以下步骤：a)利用Gambit软件先对三栖气垫船模型的整体进行贴身的网格划分，其中，三栖气垫船模型的各部件之间采用不同颜色的网格划分；b)在所述三栖气垫船模型的周边圈出一个足以包裹整个模型的立方体，使得所述三栖气垫船模型位于其正中央；c)再在所述立方体中挖出一个与所述三栖气垫船模型等同的立体空间，所述三栖气垫船模型与所述立体空间相重合，接着在所述立体空间内设置水面，并分别对水面和空气设置边界。优选的，所述三栖气垫船模型为对称结构，在步骤三的网格划分时，Gambit软件只对三栖气垫船模型沿其对称轴的一半模型进行分析。优选的，步骤三中采用非结构自由网格形式的网格划分结构。优选的，步骤四中气动特性计算分析时选择湍流模型，并设定不同的机翼攻角和起飞速度，计算在不同机翼攻角和不同起飞速度情况下的升力系数和阻力系数，得到在不同起飞速度情况下的机翼攻角与升力系数的关系曲线、机翼攻角与阻力系数的关系曲线、机翼攻角与升阻比K的关系曲线。优选的，步骤四中机翼攻角分别选取-2°、0°、4°、8°、12°和16°进行计算。优选的，步骤四中不同起飞速度的范围为10m/s～45m/s。优选的，不同起飞速度分别选取11m/s、16m/s和30m/s进行计算。本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：本专利技术提供的三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，其通过Gambit软件对三栖气垫船模型进行网格划分，并利用Fluent软件对三栖气垫船进行气动特性的计算分析，从而得到较为适合的机翼安装角度，能够有效的减少现场测试的次数，缩短研发周期，大大提高了研发效率。附图说明图1是本专利技术的三栖气垫船的模型图；图2是当起飞速度为11m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与升力系数之间的关系曲线图；图3是当起飞速度为11m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与阻力系数之间的关系曲线图；图4是当起飞速度为11m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与升阻比之间的关系曲线图；图5是当起飞速度为16m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与升力系数之间的关系曲线图；图6是当起飞速度为16m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与阻力系数之间的关系曲线图；图7是当起飞速度为16m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与升阻比之间的关系曲线图；图8是当起飞速度为30m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与升力系数之间的关系曲线图；图9是当起飞速度为30m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与阻力系数之间的关系曲线图；图10是当起飞速度为30m/s时本专利技术的三栖气垫船的机翼攻角与升阻比之间的关系曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供了一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，包括：步骤一，提取并计算三栖气垫船的基本结构参数，具体的：1)三栖气垫船起飞总重量的预估；三栖气垫船的主尺寸如下：总长：760mm总宽：940mm翼展：350mm围裙体积：0.42m2三栖气垫船起飞重量是指在设计确定任务开始时总重量，其中：Wcrew--乘员重量，本次设计中拟采用三个人的重量；WF--燃油重量；WPL--有效载荷；WE--船身重量。WTO＝Wcrew+WF+WPL+WE重量预估表如下：表1为重量预估表故起飞总重量WTO＝74.9N。2)翼载荷的计算；翼载荷是起飞总重量与机翼面积的比值，本实施例中选择依据起飞速度来确定翼载荷，具体公式如下：本实施例中取最大升力系数Cmax＝1.2、起飞速度V1＝12m/s，把最大升力系数和起飞速度代入上式求得翼载荷WT0/S＝105.408N/m2。由于起飞总重量已经估算出，所以有S＝WT0/翼载荷，求得机翼面积S为0.71m2，现把机翼面积S取个方便计算的数，故调整为0.8m2，则当S＝0.8m2的情况下翼载荷WT0/S＝93.63N/m2。3)升阻力特性计算；螺旋桨式推动的飞机的最大升力系数的范围可定为1.2～1.8，初步确定最大升力系数为CLmax＝1.2；再依据前面求得的起飞总重量WTO、机翼面积S和巡航速度V2(V2＝16m/s)可计算出巡航条件下的升力系数和阻力系数,如下式：其中，CLC--巡航升力系数，VC--试航速度，S--机翼面积；把相关数据代入上式可求得巡航升力系数CLC＝0.60，则飞机的阻力系数可用下式表示：或CD＝CD0+KCL2其中，K＝1/πAe为诱导阻力因子，A为展弦比；e为奥斯瓦尔德系数,且满足公式：e＝1.78(1-0.045A0.68)-0.64由于机翼不能太大，也就说其展弦不能太大，在符合机翼面积S为0.8m2的情况下结合实际则可以选取机翼展弦比A＝5,求得三栖气垫船的巡航阻力系数则三栖气垫船的最大升阻比：其中，L--升力，D--阻力；再将前面所求得的各项数据带入式中可得三栖气垫船的最大升阻比(L/D)max＝16.2。步骤二，建模工作，根据步骤一中计算得出的基本结构参数并利用proe软件进行三栖气垫船模型的建立，如图1所示；步骤三，将步骤二中建立的三栖气垫船模型导入Gambit软件中，并对三栖气垫船模型进行网格划分，本实施例中采用非结构自由网格形式的网格划分结构；具体的，a)利用Gambit软件先对三栖气垫船模型的整体进行贴身的网格划分，其中，部件之间采用不同颜色的网格划分；b)在所述三栖气垫船模型的周边圈出一个足以包裹整个模型的立方体，使得所述三栖气垫船模型位于其中央；c)再在所述立方体中挖出一个与所述三栖气垫船模型等同的立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，其特征在于，包括：步骤一，提取并计算三栖气垫船的基本结构参数；步骤二，建模工作，根据步骤一中计算得出的基本结构参数进行三栖气垫船模型的建立；步骤三，将步骤二中建立的三栖气垫船模型导入Gambit软件中，并对三栖气垫船模型进行网格划分；步骤四，将步骤三中网格划分完成后的三栖气垫船模型导入Fluent软件中并进行气动特性计算分析；步骤五，根据步骤四中计算分析得到的气动特性数据，确定使三栖气垫船的升阻比达到最大值时的攻角大小；步骤六，根据步骤五中得到的攻角大小确定三栖气垫船的机翼的安装角度。

【技术特征摘要】
1.一种三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，其特征在于，包括：步骤一，提取并计算三栖气垫船的基本结构参数；步骤二，建模工作，根据步骤一中计算得出的基本结构参数进行三栖气垫船模型的建立；步骤三，将步骤二中建立的三栖气垫船模型导入Gambit软件中，并对三栖气垫船模型进行网格划分；步骤四，将步骤三中网格划分完成后的三栖气垫船模型导入Fluent软件中并进行气动特性计算分析；步骤五，根据步骤四中计算分析得到的气动特性数据，确定使三栖气垫船的升阻比达到最大值时的攻角大小；步骤六，根据步骤五中得到的攻角大小确定三栖气垫船的机翼的安装角度。2.如权利要求1所述的三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，其特征在于，步骤一中的基本结构参数包括：起飞总重量、翼载荷、升阻力特性。3.如权利要求1所述的三栖气垫船的机翼安装角度的获取方法，其特征在于，步骤三中的网格划分具体包括以下步骤：a）利用Gambit软件先对三栖气垫船模型的整体进行贴身的网格划分，其中，三栖气垫船模型的各部件之间采用不同颜色的网格划分；b)在所述三栖气垫船模型的周边圈出一个足以包裹整个模型的立方体，使得所述三栖气垫船模型位于其正中央；c)再在所述立方体中挖出一个与所述三栖气垫船模型等同的立体空间，所述三栖气垫船模型与所述立体空...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊高涵，李翔，高慧，王俊杰，
申请(专利权)人：张家港江苏科技大学产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32