模型飛機空氣動力學(xué)

　　本書主要內(nèi)容是介紹一些可用于模型飛機、直升機和滑翔機的實用的空氣動力學(xué)理論。任何對模型飛行感興趣的人如果能很好地理解和掌握飛行器的理論，將會從中受益，從而不會犯一些嚴(yán)重的配平和操縱方面的錯誤；而那些設(shè)計或是制作模型的人則能進一步改善模型。除此之外，空氣動力學(xué)本身也是一項十分有意義的研究工作，也給模型飛行這項運動增添了更深層次的迷人魅力。一些成功的模型也許是純粹靠著經(jīng)驗來設(shè)計和飛行的。需要指出的是，本書并不是宣稱能帶來多大的革命，但對于那些以開放包容的心態(tài)閱讀本書的人來說，總能從中獲得一些對模型飛機未來發(fā)展有關(guān)的新想法。有經(jīng)驗的模型制作者可以從書中了解到一些新內(nèi)容，另一方面，他們也會發(fā)現(xiàn)一些原有觀念受到了批評。這在描述和討論翼型的選擇一節(jié)中表現(xiàn)尤其明顯。模型愛好者和許多發(fā)表的著作和文章頻繁地采用了一些非常具有誤導(dǎo)性的翼型術(shù)語，比如：下弧線、平底、半對稱和對稱等，甚至是“菲利普入口”（這得追溯至1891年Horali0　Phillips的專利）。這樣一些詞匯會給初學(xué)者造成嚴(yán)重的困擾。至少翼型中線的彎度應(yīng)該和翼型的厚度放在一起描述才容易使讀者明白。現(xiàn)在幾乎所有的“自由飛”模型的布局和配平采用的都是花哨的不遵循基本原則的設(shè)計，這并不是說這些模型就飛得不好，事實證明他們能夠飛好。但是，當(dāng)重心落在機身上錯誤的位置時，會給為穩(wěn)定性和安全性所不得不進行的配平造成了不必要的困難。實際上，對于低速飛行的模型來說，如果把重心的位置放在當(dāng)前一直流行的位置上，在性能上會有一定的損失。這種模型能占上風(fēng)的原因就是模型愛好者飛得非常有技巧而忽視其內(nèi)在的毛病。偏愛這種方式配平的人使用了數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)其合理性，但結(jié)果證明是錯誤的。其他的一些誤解出現(xiàn)在對配平和穩(wěn)定性概念的混淆上。這些將在第12章進行詳細(xì)的論述。本書假定讀者是一個模型愛好者，并且知道或者已準(zhǔn)備學(xué)習(xí)一些模型飛機是如何制作、配平和飛行的最基本的原理。同時，書中會反復(fù)強調(diào)一些基本的原則，而盡量不使用數(shù)學(xué)知識。在有必要引入數(shù)字實例時，可以在附錄1中找到，如果對它不是很感興趣，則完全可以略過這些內(nèi)容，因為在航模的制作過程中沒有必要也不值得去做非常精確的計算。本書涉及的核心算法都可以化為四則運算。如果愿意做更多的工作，許多問題能夠借助簡單的圖解方法或是使用普通的計算器就能得到足夠精確的答案。另外使用一些輔助的函數(shù)，比如開平方和三角函數(shù)（余弦、正弦、正切等），能有助于問題的解決，但這不是本質(zhì)問題。如今的商業(yè)市場中有許多不同的模型飛機應(yīng)用軟件，覆蓋了從飛行模擬器到基本的翼型繪制和設(shè)計（這些軟件有別于那些在大學(xué)或者其他的研究機構(gòu)中由那些專業(yè)的空氣動力學(xué)家們，比如Eppler，Somers，williams，Selig等，所使用．的高度成熟的用于翼型設(shè)計的軟件程序）。模型制作者們在使用這樣一些軟件時應(yīng)該記住一件事，這些軟件在開發(fā)時所依據(jù)的假定未必可靠。錯誤的理論，所得到的結(jié)論也必定錯誤。如果要計算機得出有意義的結(jié)論就必須理解那些隱含的前提。本書提供了使模型愛好者分辨合理以及不合理情況的必要知識?？諝鈩恿W(xué)家所討論的理論適用于一般情況，但是不能當(dāng)成絕對真理。因為任何時候都可能有新發(fā)現(xiàn)，有些情況下概率還很大。從另一方面來說，模型空氣動力學(xué)，就像工程科學(xué)的一個分支，必須遵循那些經(jīng)過實踐檢驗完全可靠的基本原理。多數(shù)基本原理在第1章進行了闡述。已經(jīng)熟悉了這些運動定律的讀者可以跳過這些小節(jié)，但是在遇到問題之前理解和掌握這些內(nèi)容還是比較重要的。有關(guān)飛行速度接近聲速的問題不在本書的考慮范圍之內(nèi)。

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