流體力學(xué)研究性課題——

飛艇的基本介紹

機(jī)電1213班覃海波12223088張威12223084楊淵博12223080一、飛艇發(fā)展簡史二、飛艇在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r三、飛艇的優(yōu)缺點(diǎn)四、飛艇的靜力學(xué)工作原理、氣動控制原理五、飛艇的受力參數(shù)六、飛艇形狀、載重及用途七、飛艇應(yīng)用前景一、飛艇的發(fā)展簡史1784年，法國羅伯特兄弟制造了一艘人力飛艇一、飛艇的發(fā)展簡史18世紀(jì)60年代，以蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)為動力的飛艇

一、飛艇的發(fā)展簡史20世紀(jì)初的硬式飛艇，載重更大

硬式飛艇空難一、飛艇的發(fā)展簡史第一次世界大戰(zhàn)前后飛艇發(fā)展較快的時期

一、飛艇的發(fā)展簡史現(xiàn)代飛艇：

作為為偵測和通信平臺“海龜”，水陸兩棲飛艇采用了先進(jìn)的斯特林發(fā)動機(jī)，可以長時間在空中飄浮

二、飛艇在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

1、國內(nèi)1、監(jiān)視周邊2、戰(zhàn)時可以替代衛(wèi)星3、可執(zhí)行特殊任務(wù)4、短距離載重

二、飛艇在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

1、國內(nèi)結(jié)束了向國外購買載人飛艇的歷史；“哨兵3”系留飛艇成功完成了1000米升空試驗(yàn)；廣告宣傳、地質(zhì)勘探、航空攝影

二、飛艇在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r

1、國外1、運(yùn)輸界的戰(zhàn)斗機(jī)2、軍用3、科研探測4、旅游觀光

三、飛艇的優(yōu)缺點(diǎn)

1、優(yōu)點(diǎn)（1）飛行速度較低可以垂直起降，不需要長距離跑道，載重量大，定點(diǎn)時燃油消耗率極??；（2）可用于搜救、海岸警衛(wèi)等軍用領(lǐng)域。其駐空高度低，接收和發(fā)射信號的延時短，可以充當(dāng)衛(wèi)星完成中繼轉(zhuǎn)播、偵察、探測氣象等任務(wù)；（3）另外，廣告飛艇得到了極大地流行。

三、飛艇的優(yōu)缺點(diǎn)

2、缺點(diǎn)（1）對定點(diǎn)和行進(jìn)的控制、氣囊充氣和放氣控制、飛艇回收和修復(fù)等技術(shù)還沒有很滿意的理論和大量實(shí)踐上的指導(dǎo)；（2）飛艇的造價也非常昂貴；（3）抗風(fēng)能力差；飛行姿態(tài)飄逸，體積大而動力比較??；（3）由于需要沖入必要的氦氣或是氫氣才能飛行，使用相對不方便

四、飛艇的靜力學(xué)工作原理和氣動控制原理

1、要求飛艇在最大飛行速度時前駐點(diǎn)的內(nèi)外壓力差不低于p0，臨界條件為：工程算法采用經(jīng)驗(yàn)公式：

四、飛艇的靜力學(xué)工作原理和氣動控制原理

2、飛艇主要依靠浮力來克服重力，而浮力主要來自飛艇的氣囊。飛艇的凈浮力為：Ln為凈浮力，Vgb為飛艇氣囊的體積

四、飛艇的靜力學(xué)工作原理和氣動控制原理

3、總靜升力：

五、飛艇的受力參數(shù)

1、幾何參數(shù)：

五、飛艇的受力參數(shù)

2、飛艇的體積和表面積：

飛艇相對地面的行進(jìn)速度Vg是飛艇相對空氣的速度V與水平風(fēng)速Vw的矢量和：工程估算：A表示飛艇的最大橫截面積；Cv和Cs分別是體積系數(shù)和表面積系數(shù)：根據(jù)飛艇的輪廓線R=R(x)來計算飛艇的體積和表面積：

六、形狀、載重及用途

推進(jìn)裝置氣囊尾翼電力架線吊艙基本外形

六、形狀、載重及用途

飛艇設(shè)計：1、氣體流過橢球式外形時，飛艇周圍的氣壓分布對稱，只對飛艇提供阻力，不提供升力，故有下圖所示的升力體式飛艇外形

六、形狀、載重及用途

外形氣動力系數(shù)（氣動力系數(shù)和來流攻角的關(guān)系）圖中可以看出升力系數(shù)隨來流攻角的增大而增大，升阻比L/D也隨來流攻角的增大而增大

六、形狀、載重及用途

ClCdCmL/D-300.10260.0576-0.01081.7813000.11180.0586-0.01821.9079300.11940.0590-0.02542.0237600.20240.07080.01362.8588900.28920.08920.00503.2422不同迎角下飛艇的氣動力系數(shù)（V=20m/s）

六、形狀、載重及用途

網(wǎng)格劃分外場的網(wǎng)格分布流場對稱面內(nèi)的網(wǎng)格分布流場對稱面內(nèi)飛艇頭部的邊界層網(wǎng)格分布飛艇在來流速度為20m/s，攻角為零度時七、飛艇的應(yīng)用前景長航時飛艇將在空氣動力設(shè)計上不斷改進(jìn)（如采用浮升一體化布局形式等），從而提高飛艇的升阻比，同時采用諸如太陽能與燃料電池組合供電等方式，使飛艇續(xù)航時間不斷增長。大載重飛艇的載重能力將不斷提高，達(dá)到百噸以上。這種超大型載重飛艇不僅可搭載更多的乘客進(jìn)行長途旅行，而且可在發(fā)生類似汶川大地震的突發(fā)事件時用作轉(zhuǎn)移傷員的交通工具更環(huán)保在越來越提倡環(huán)保的今天，飛艇將更趨向于采用環(huán)保燃料，如利用氣體燃料、藻類生物燃料以及太陽能電池等提供動力，以減少環(huán)境污