第1章 小型飛艇的空氣動(dòng)力性能、穩(wěn)定性及其操縱性
1.1 飛艇艇身形狀的選擇
最初對(duì)各種外形飛艇的參數(shù)進(jìn)行評(píng)估研究的時(shí)間是在20世紀(jì)初，即第一批空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始建造并投入使用的時(shí)期。在為風(fēng)洞試驗(yàn)選擇模型時(shí)，試驗(yàn)工作者們之前對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)較快的海魚(yú)和鯨的輪廓進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上，決定采用u201c雪茄u201d的形狀：像兩個(gè)共軛的半橢圓的子午線輪廓，橫向截面為圓形。早期建造的所有飛艇甚至現(xiàn)在的空氣靜力飛行器的設(shè)計(jì)絕大多數(shù)都采用這種形狀。
飛艇的單獨(dú)艇身模型的大量風(fēng)洞試驗(yàn)很容易確定空氣靜力飛行器的艇身實(shí)體的大部分空氣動(dòng)力性能（除迎面阻力以外）。原因在于：對(duì)于經(jīng)典外形的飛艇來(lái)說(shuō)，摩擦阻力是主要阻力，而對(duì)其數(shù)值影響最大的則是決定邊界層狀態(tài)的一些條件u2014u2014雷諾數(shù)、氣流紊流度和表面粗糙度等?；谶@一原因，當(dāng)雷諾過(guò)渡常數(shù)為106－107隋況下（與真實(shí)情況差2個(gè)數(shù)量級(jí)），在風(fēng)洞中進(jìn)行的飛艇模型風(fēng)洞試驗(yàn)就無(wú)法如實(shí)地確定實(shí)體飛艇的迎面阻力。如果采用分析計(jì)算法或有限元分析法，得到的結(jié)果則會(huì)更為精確。尤其是各阻力源的部件計(jì)算法得到了成功應(yīng)用，這一方法廣泛采用平板的摩擦阻力研究數(shù)據(jù)和飛艇的各旋轉(zhuǎn)體以及單獨(dú)部分（尾翼、吊艙、索具等）的阻力試驗(yàn)研究結(jié)果。該方法估算出飛艇的迎面阻力的誤差不超過(guò)5％，但使用該方法不僅對(duì)飛行器的大型部件（艇身、尾翼、吊艙），就連小型的結(jié)構(gòu)元件（艇身設(shè)備、動(dòng)力裝置、尾翼上的各類(lèi)設(shè)備等）的幾何外形信息都囊括到總阻力中，這些阻力占總阻力的比例達(dá)17％－28％。在設(shè)計(jì)初期采用空氣靜力飛行器迎面阻力的設(shè)計(jì)計(jì)算法比較適宜，該方法借助在計(jì)算圖中引用平均統(tǒng)計(jì)系數(shù)的方法可以考慮到結(jié)構(gòu)上各個(gè)小元件的阻力情況。