GBT 16638.4-1996 空气动力学 概念、量和符号 第4部分 飞行器的空气动力、力矩及其系数和导数.pdf

I C S 4 9 v 0 4 0 2 0 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 G s / T 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 空气动力学概念、 量和符号 第4 部分飞行器的空气动力、 力矩 及其系数和导数 A e r o d y n a mi c s -C o n c e p t s , q u a n t i t i e s a n d s y mb o l s P a r t 4 A e r o d y n a mi c f o r c e s , mo me n t s , t h e i r c o e f f i c i e n t s a n d d e r i v a t i v e s o f a i r c r a f t 1 9 9 6 一 1 2 一 1 3 发布 1 9 9 7 一 0 6 一 0 1 实施 国家技术监督局发 布 目次 前言 ， ， 。 ⋯⋯ 皿 1 范围 ⋯⋯ 1 2 引用标准 。 ， 。 ⋯⋯ 1 3 术语和符号 。 。 。 ⋯⋯ 1 3 . 1 空气动力、 力矩及其系数 . . . . . . . . . . . . ⋯⋯ 1 3 . 1 . 1 空气动力合力、 合力矩 ， 。 . . . . . . . . ⋯⋯ 1 3 . 1 . 2 气流坐标轴系的空气动力、 力 矩及其系数 。 . . . . . . ⋯⋯， . ⋯ 1 3 . 1 . 3 机体坐标轴系的空气动力、 力矩及其系数 . . . . . . . . . . . . . ⋯ ⋯ 3 3 . 1 . 4 半机体坐标轴系的空气动力、 力矩及其系数 ， ⋯⋯ 3 3 . 1 . 5 作用在操纵面上的力、 力矩及其系数 ， 一5 3 . 2 空气动力导数 . . . . . 一6 3 . 2 . 1 空气动力静导数 。 。 . . . . 。 . . ⋯⋯， . ⋯ 6 3 . 2 . 2 空 气动 力 动 导 数 ⋯ ⋯，’’ 。 。 ‘ ⋯.⋯ ， ⋯ ⋯8 3 . 2 . 3 空气动力操纵导数 。 . . . . . . . . . 一n 汉 语 索引 按 汉 语拼 音 顺 序 编 排 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 英文索引 按英文字 母顺序编排. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 G B / T 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 前言 本 标准 参照 采 用 国际 标准 I S O 1 1 5 1 飞行 动 力学概 念、 量 和符 号 并 与 国家 标准 G B / T 1 4 4 1 0 . 2 -9 3 飞行力学概念、 量和符号力矩及其系数和导数 相协调。 本标准是系列标准 空气动力学概念、 量和符号 中的一个 ， 其他标准还有 G B / T 1 6 6 3 8 . 1 -1 9 9 6 空气动力学概念、 量和符号第 1 部分空气动力学常用术语 ; G B / T 1 6 6 3 8 . 2 -1 9 9 6 空气动力学 概念、 量和符号第2 部分 坐标轴系和飞行器运动状态 量 ; G B / T 1 6 6 3 8 . 3 -1 9 9 6 空气动力学 概念、 量和符号第3 部分飞 行器的几何特性 。 本标准由航空工业总公司提出。 本标准由航空工业总公司 3 0 1 所归口。 本标准由北京航空航天大学、 航空工业总公司 6 2 7所等单位负责起草。 本标准主要起草人 冯亚南、 范洁川、 陈玉、 张克军。 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 空气动力学概念、 量和符号 第4 部分飞行器的空气动力、 力矩 及其系数和导数 Ae r o d y n a mi c s -Co n c e p t s , q u a n t i t i e s a n d s y mb o l s G B / r 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 P a r t 4 A e r o d y n a mi c f o r c e s , mo me n t s . t h e i r c o e f f i c i e n t s a n d d e r i v a t i v e s o f a i r c r a f t 范围 本标准规定了飞行器的空气动力、 力矩及其系数和导数的术语和符号。 本标准主要适用于具有固定翼的航空飞行器， 其他飞行器可参照使用。 本标准将飞行器视为刚体 引用标准 下列标准所包含的条文， 通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时. 所示版本均 为有效。所有标准都会 被修订. 使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 G B / T 1 6 6 3 8 . 2 - 1 9 9 6 空气动力学概念、 量和符号第 2部分坐标轴系和飞行器运动状态量 术语和符号 空气动力、 力矩及其系数 空气动力合力、 合力矩 33131 编号 一术语定 义 或 说 明符号 一一 空气动力合力 l a e r o d y n a m i c r e s u l t a n t f 、 r c e 一 作用于飞行器或其部件的空气动 力的合力向壁 左」 3 . 1 . 1 . 2 一 { {一 一 空 气 动 力 合 力 矩 ， a e r o d y n a rnl c r e s u l t a n t rn o me n t 合力向量对力矩参考点的力矩 1 . 2 气流坐标轴系的空气动力、 力矩及其系数 国家技术监督局 1 9 9 6 一 1 2 一 1 3 批准1 997 一 06一 01实施 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 G B / T1 6 6 3 8 . 4 一1 9 9 6 编号术语 ’ 定义或说明符号 3 . 1 . 2 . 1 护 R 戌 在气流坐标轴系2 。 轴负方向 的分量。气流坐标轴系定义见 G B / T1 6 6 3 8 . 2 中 2 . 1 . 4 L 3 。 1 . 2 . 2 升力系数 l lf tc o e f f ic ie n t / 合 ，V ZS { 式中p为自由流密度， V为自由流 速度， 5为参考面积， 通常取机翼面 积或机身最大横截面积 Cl. 3 . 1 。 2 . 3 竖 力 Ul d g R 月 在气流坐标轴系二 。 轴负方向 的分量 D 3 。 1 . 2 . 4 阻力系数 d r a gc o e f f i c i e n t D / 告 ， V ’5 式中 P，V ， 5的含义同3 . 122 Cn 3 . 1 . 2 . 5 侧力 c r o s s 一 s t r e a rn f o r c e 侧 在气流坐标轴系y . 轴的分量C或 Y 。 3 . 1 . 2 。 6 侧力系数 c r o s s 一 s t r e a m f o r c ec o e f f i c i e n t C / 合 、 25 { 式中 P，V ， 5 的含义同3 . 1 ， 22 ’ cc 3 . 1 。 2 . 7 气流轴俯仰力矩 p i t c h i n gm o me n tina i r 一 p a t ha x i s s y s t e m 气动力合力矩在气流坐标轴系内 绕y.轴的分童 从 3 . 1 . 2 . 8 气流轴俯仰力矩系数 p i t c h in gmo m e n t c o e f f ic i e n t i na l r - p a t ha x i ss y s t e m M. / } 合 ， V ZS 二 { 式中户 ， v ， 5 的含义同3 . 1 . 2 . 2 ; 。 为机翼平均气动弦长 C。 一 3 . 1 。 2 . 9 { 气 流 轴 偏 航 方 向 力 矩 y a wi n g mo me n ti n a l r 一 P a t h a x i s s y s t e rn 气动力合力矩在气流坐标轴系内 绕 2 。 轴的分量 N . 3 . 1 2 . 1 0 气流轴偏航 方向 力矩系数 y a wi n gmo me n tc o e f f i c i e n ti na l r - p a t ha x l ss y s t e m N / 专 产 25 “ 式中 P，v ， 5的含义同3 . 1 . 2 2 ; b 为机翼展长 Co a 3 . 1 . 2 . 1 1 气流轴滚转力矩 r o l l i n g mo m e n ti n a i r 一 p a t ha x i s s y s t e m 气动力合力矩在气流坐标轴系内 绕x 。 轴的分量 L。 3 . 1 . 2 . 1 2 气流轴滚转力矩系数 r o l l i n gm o me n tc o e f f i c i e n ti na i r - p a t ha x l s s y s t e m L / 告 *V ZS ” { 式中p ， v， 5 ， b 的 含义同3 . 1 . 2 . 10 Cla GB/ T 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 机体坐标轴系的空气动力、 力矩及其系数 编号语定 义 或 说 明符号 3 . 1 . 3 . 法向力 n o r m a l f o r c e R “沿机体坐标轴系竖轴 z负方 向的分量。机体坐标轴 系定义见 GB / T 1 6 6 3 8 . 2 中 2 . 1 . 3 3 . 1 . 3 . 2 法向力系数 n o r m a l f o r c e c o e f f i c i e n t 、 / 告 p w s 3 . 1 . 3 . 轴 向力 a x i a l f o r c e 式中 p , V, S的含义同 3 . 1 . 2 . 2 R 沿机体坐标轴系纵轴 r 负方 向的分量 3 . 1 . 3 . 轴向力系数 a x i a l f o r c e c o e f f i c i e n t ， / 合 P V S 一 3 . 1 . 3 . 5 横向力 t r a n s v e r s e f o r c e, s i d e f o r c e 式中p , V, S的含义同 3 . 1 . 2 . 2 R }沿机体坐标轴系横轴 Y的分 量 3 . 1 . 3 . 横向力系数 t r a n s v e r s e f o r c e c o e f f i c i e n t , s i d e f o r c e c o e f f i c i e n t / { 合 P V ,S { CY 3 .1 .3. 7 俯仰力矩 p i t c h i n g m o me n t 式中p , V, S的含义同 3 . 1 . 2 . 2 气动力合力矩在机体坐标轴系中绕 Y轴的分量 3 . 1 . 3 俯仰力矩系数 p i t c h i n g m o me n t c o e f f i c i e n t 可 } 合 pV 2S cq C m 式中p , V, S, c 、的含义同 3 . 1 . 2 . 8 3.1 .3 .9 偏航 方向 力矩 y a w t n 只 mo m e n t 气动力合力矩在机体坐标轴系中绕 二轴 的分量 3 .1 .3 .10 偏航 方向 力矩系数 y a wi n g m o m e n t c o e f f i c i e n t 动 1 2 p V S b 式中p , V, S, b的含义同 3 . 1 . 2 . 1 0 3 .1 .3 .11 滚转 力矩 r o l l i n g mo me n t 气动力合力矩在机体坐标轴系中绕 二轴的分量 3 . 1 . 3 . 1 2 滚转力矩系数 r o l l i n g mo me n t c o e f f ic ie n t / 一 告 p V S b 式中 p , V, S, b的含义同 3 . 1 . 2 . 1 2 半机体坐标轴系的空气动力、 力矩及其系数 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 G B / T 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 编号术语定 义 或 说 明符号 3 . 1 . 4 . 1 半体轴升力 l i f t i n i n t e r me d i a t e a x is s y s t e m R “ 沿半机体坐标轴系z 。 轴 即z , 轴 负方向的分量。 半 机 体 坐 标 轴 系 定 义 见 G B / T 1 6 6 3 8 . 2 中 2 . 1 . 5 L. L 3 . 1 . 4 . 2 半体轴升力系数 l i f t c o e f f i c i e n t i n i n t e r me d i a t e a x is s y s t e m L / I 告 Pw S 式中 p , V, S的含义同3 . 1 . 2 . 2 C卜 3 . 1 . 4 . 3 半体轴阻力 d r a g i n i n t e r m e d i a t e a x i s s y s t e m R “ 沿半机体坐标轴系z ， 轴负方 向的分量 D . 3 . 1 . 4 . 4 半体轴阻力系数 d r a g c o e f f ic i e n t i n i n t e r me d ia t e a x i s s y s t e m 。 / 告 PV S 式中p , V , S的含义同3 . 1 . 2 . 2 Cn 3 . 1 . 4 . .-, 半体轴横向力 t r a n s v e r s e f o r c e , s id e f o r c e i n i n t e r me d i a t e a x is s y s t e m R “ 沿半机体坐标轴Y方向 即 机体轴系Y 方向 的分量 Y 二Y 3 . 1 . 4 . 6 半体轴横向力系数 t r a n s v e r s e f o r c e c o e f f i c i e n t , s i d e f o r c e c o e f f i c i e n t i n i n t e r me d i - a t e a x is s y s t e m Y / I 告 pV S 式中p , V , S的含义同3 . 1 . 2 . 2 . Cv 3 . 1 . 4 . 7 半体轴俯仰力矩 p i t c h i n g m o m e n t i n i n t e r m e d ia t e a x i s s y s t e m 气动力合力矩在半机体坐标轴系中 绕Y . 轴 即Y 轴 的分量 M. 二 M 3 . 1 . 4 . 8 半体轴俯仰力矩系数 p i t c h i n g mo me n t c o e f f i c i e n t i n i n t e r me d i a t e a x i s s y s t e m 可 合 p v S c, 式中p , V , S , c ; 的含义同3 . 1 . 2 . 8 C。 3 . 1 . 4 . 9 半体轴偏航 方向 力矩 y a wi n g mo me nt i n i n t e r me d i a t e a x i s s y s t e m 气动力合力矩在半机体坐标 轴中绕 z . 轴 即z 。 轴 的分量 N; N. 3 . 1 . 4 . 1 0 半体轴偏航 方向 力矩系数 y a w i n g m o m e n t c o e f f i c i e n t i n i n - t e r me d i a t e a x i s s y s t e m N ;/ 合 p V S b 式中p , V, S, b 的含义同 3 . 1 . 2 . 1 0 Co , C. . GB / T 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 编号术语定 义 或 说 明 符号 3 . 1 . 4 . 1 1 半体轴滚转力矩 r o l l i n g m o me n t i n i n t e r me d i a t e a x i s s y s t e m 气动力合力矩在半机体坐标轴中绕 二 。 轴的分量 L 3 . 1 . 4 . 1 2 半体轴滚转力矩系数 r o l l i n g mo m e n t c o e f f i c i e n t i n i n t e r - me d ia t e a x i s s y s t e m 列2 p V }S b 式中p , V , S , b 的含义同3 . 1 . 2 . 1 2 C 作用在操纵面上的力、 力矩及其系数 编号术语定 义 或 说 明符号 3 . 1 . 5 . 1 气动铰链力矩 a e r o d y n a m i c h in g e mo m e n t 作用在飞行器操纵面上的气动力 绕其铰链轴的力矩。使操纵面产生 正向偏转的力矩为正 Mh 3 . 1 . 5 . 2 气动铰链力矩系数 a e r o d y n a mi c h i n g e mo m e n t c o e f f i - c i e nt ‘ / 合 p V 2S I 式中p 为自由流密度， V为自 由流 速度， S为参考面积， l 为 参考长度 Ch 3 . 1 . 5 . 3 升降舵气动铰链力矩 a e r o d y n a mi c h i n g e m o me n t o f e l e - v at or 作用在飞行器升降舵上的气动力 绕其铰链轴的力矩 Mh e 3 . 1 . 5 . 4 升降舵气动铰链力矩系数 a e r o d y n a mi c h i n g e mo me n t c o e f f i- c i e n t o f e l e v a t o r ‘ / 告 p V S I C h , 3 . 1 . 5 . 5 方向舵气动铰链力矩 a e r o d y n a mi c h i n g e mo me n t o f r u d - d e r 作用在方向舵舵面上的气动力绕 其铰链轴的力矩 M. 3 . 1 . 5 . 6 方向舵气动铰链力矩系数 a e r o d y n a mi c h i n g e mo me n t c o e f f i - c ie n t o f r u d d e r ‘ / 2 pV S I C 卜 r 3 . 1 . 5 . 7 副翼气动铰链力矩 a e r o d y n a mic h i n g e mo me n t o f a i l e r o n 作用在飞行器副翼上的气动力绕 其铰链轴的力矩 Mh . 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 GB/r 1 6 6 3 8 . 4 -1 9 9 6 编号 术语定 义 或 说 明 一} 符号 3 . 1 . 5 . 8 副 翼 气 动 力 铰 链 力 矩 系 数一 a e r o d y n a mi c h i n g e mo m e n t c o e f f i- c i e n t o f a i l e r o n { } M ,./ I 合 P V 0 S 1 I C , 3 . 2 空气动力导数 3 . 2 . 1 空气动力静导数 编号术语定 义 或 说 明符号 3 . 2 . 1 . 1 升力系数对迎角的导数〔 升力线斜 率 d e r iv a t i v e o f l i f t c o e f f ic i e n t wit h r e s p e c t t o a n g l e o f a t t a c k s l o p o f l i f t c u r v e 芯I / lC, .o 3 . 2 . 1 . 2 阻力系数对迎角的导数 d e r iv a t i v e o f d r a g c o e f f ic i e n t wit h r e s p e c t t o a n g l e o f a t t a c k , C 洲 . Cn o 3 . 2 . 1 . 3 法向力系数对迎角的导数 d e r i v a t i v e o f n o r ma l f o r c e wit h r e - s p e c t t o a n g l e o f a t t a c k X， / ;3 r 〔 ’、 3 . 2 . 1 . 4 轴向力系数对迎角的导数 d e r i v a t i v e o f a x i a l f o r c e c o e f f ic i e n t w i t h r e s p e c t t o a n g l e o f a t t a c k 斑、 , / , a 一 一 一 一 3 . “ ‘ 5{ 一 一 俯 ‘印 ” 矩 系 数 对 迎 角 的 导 数 d e r i v a t iv e o f p it c h i n g m o me n t c o - e f f ic ie n t w i t h r e s p e c t t o a n g l e o f 一 tt a c k 一 } 一 一一 一 l I 3 . 2 . 1 . 6 横向力系数对侧滑角的导数 d e r i v a t i v e o f s i d e f o r c e c o e f f i c i e n t wi t h r e s p e c t t o a n g l e o f s i d e s l i p } Cr / 明CY , 3 . 2 . 1 . 7 偏航 方向 力矩系数对侧滑角的导 数 d e r i v a t iv e o f y a wi n g m o me n t c o e f - f ic ie n t w i t h r e s p e c t t o a n g l e o f s id e s l i p d C . / d P { 一 一 C. d GB/ T 1 6 6 3 8 . 4 - 1 9 9 6 编号术语定 义 或 说 明符号 3 . 2 . 1 . 8 滚转力矩系数对侧滑角的导数 d e r v a t i v e o f r o l l i n g m o me n t c o e f f i - c i e n t w i t h r e s p e c t t o a n g l e o f s id e s l i p a C ,/ a gC,a 3 . 2 . 1 . 9 升力系数对马赫数的导数 d e r i v a t iv e o f l i f t c o e f f i c i e n t wit h r e s p e c t t o Ma c h n u mb e r a c, 八7MC - 3 . 2 . 1 . 1 0 阻力系数对马赫数的导数 d e r i v a t iv e o f d r a g c o e f f i c i e n t w i t h r e s p e c t t o Ma c h n u mb e r a c n / a mCn m 3 . 2 . 1 . 1 1 俯仰力矩系数对马赫数的导数 d e r i v a t i v e o f p i t c h in g mo m e n t c o - e f f i c i e n t w i t h r e s p e c t t o Ma c h n u mb e r a稿八3MC . . 3 . 2 . 1 . 1 2 俯仰力矩系数对升力系数的导数 d e r i v a t i v e o f p i t c h in g mo m e n t c o , e f f i c i e n t wit h r e s p e c t t o li f t c o e f f i - c i e nt a C m / a G_ 当S , 二常数 S e 为升降舵偏角 C. 1 - 3 . 2 . 1 . 1 3 俯仰静稳定裕量 p i t c h i n g s t a t i c ma r g i n 一￡m / 刃,_ S . 二常数 - Cm c ,_ 3 . 2 . 1 . 1 4 纵向机动性裕量 l o n g i t u d i n a l m a n e u v e r m a r g i n C 。 。 C 、/ 产 式中 C ， 见3 . 2 . 2 . 1 0 , P , 2 m / P S c 式中 阴为飞行器质量， P为自由 流密度， S为机翼参考面积, c 、为机 翼平均气动弦长 3 . 2 . 1 . 1 5 纵向静稳定导数 l o n g i t u d i n a l s t a t i c s t a b i l i t y d e r i v a - t i v es 包括有C ，， 〕 侧 刃 _ 3 . 2 . 1 . 1 6 航向静稳定导数 y a wi n g s t a t i c s t a b i li t y d e r i v a t i v e ac. / a gC. , 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 G B / T1 6 6 3 8 . 4 一1 9 9 6 编号术语定 义 或 说 明符号 3 . 2 . 1 。 1 7 } 横 向 静 稳 定导 数 一 ，，‘n g 一 ‘一 b“ ‘，y d 一‘二 」;军，一 ， 一 1 slabl;lty derlva_ 芜、 / 明C、召 3 . 2 . 2空气动 力动导数 编号术语 l 定 义 或 说 明符号 3 . 2 . 2 . 1 升力系数对无因次迎角变化率的导 数 d e r i v a t i v eo fl i f tc o e f f i c i e n twi t h r e s P e c tt ot h en o r ma l i z e d r a t eo f c h a n g e o f a n g l e o f a t t a c k 肥 1 / 刁 ‘ 式中 石 d a / d ， c / Z v . ‘ 一; 为机 翼平均气动弦长. v为自由流速度 C恤 3 。 2 . 2 . 2 阻 力 系 数 对 无 因 次 迎 角 变 化 率 的 导一 数 d e r i v a t l v eo f d r a gc o e f f i c i e n tw i t h r e s P e c tt ot h en o r ma l i z e d r a t eo f c h a n g e o f a n g l e o f a t t a c k 刃 lj刁 a 式中‘ d a / d t c 、 / Z V 一 C 。 。 3 . 2 . 2 。 3 俯仰力矩系数对无因次迎角变化率 的导数 d e r i v a t l v eo f p i t c h i n gmo m e n tc o - e f f i c i e n twit hr e s P e c tt ot h en o r - m a l i z e dr a t eo f c h a n g eo f a n g l eo f a t t a c k 汉。 / J反 式中 云 d a / d t 、 。 、 / Z u C、 3 . 2 . 2 . 4 侧力系数对无因次侧滑角变化率的 导 数 d e r i v a t l v eo fc r o s s 一 s t r c a m f o r c ec o - e f f l c i e n twlt hr e s P e c tt ot h en o r - n 飞 a l l z e dr a t eo f c h a n g eo f a n g l eo f s l d e s l l p 淤飞/ 刁 月 式 中月 d 月 / d t b / Z V ， b为机 翼 展长 甲-- l } I 「 { 、〔 二 3 . 2 . 2 . 5 横向力系数对无因次侧滑角变化率 的导数 d e r l v a t i v eo fs id ef o r c ec o e f f l c ie n t w i t hr e s p e c t t ot h e n o r ma l lz e dr a t e o f c h a n g eo f a n g l e o f s l d e s l l p 苏丫