第1章 小型飛艇的空氣動力性能、穩(wěn)定性及其操縱性
1.1 飛艇艇身形狀的選擇
最初對各種外形飛艇的參數(shù)進(jìn)行評估研究的時間是在20世紀(jì)初，即第一批空氣動力實驗室開始建造并投入使用的時期。在為風(fēng)洞試驗選擇模型時，試驗工作者們之前對運動速度相對較快的海魚和鯨的輪廓進(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)計絕大多數(shù)都采用這種形狀。
飛艇的單獨艇身模型的大量風(fēng)洞試驗很容易確定空氣靜力飛行器的艇身實體的大部分空氣動力性能（除迎面阻力以外）。原因在于：對于經(jīng)典外形的飛艇來說，摩擦阻力是主要阻力，而對其數(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)雷諾過渡常數(shù)為106－107隋況下（與真實情況差2個數(shù)量級），在風(fēng)洞中進(jìn)行的飛艇模型風(fēng)洞試驗就無法如實地確定實體飛艇的迎面阻力。如果采用分析計算法或有限元分析法，得到的結(jié)果則會更為精確。尤其是各阻力源的部件計算法得到了成功應(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)體以及單獨部分（尾翼、吊艙、索具等）的阻力試驗研究結(jié)果。該方法估算出飛艇的迎面阻力的誤差不超過5％，但使用該方法不僅對飛行器的大型部件（艇身、尾翼、吊艙），就連小型的結(jié)構(gòu)元件（艇身設(shè)備、動力裝置、尾翼上的各類設(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)計初期采用空氣靜力飛行器迎面阻力的設(shè)計計算法比較適宜，該方法借助在計算圖中引用平均統(tǒng)計系數(shù)的方法可以考慮到結(jié)構(gòu)上各個小元件的阻力情況。