滑翔比

滑翔机或飞机等飞行器在无动力飞行期间前进距离和高度下降之间的比值

滑翔比是指滑翔机或飞机等飞行器在无动力飞行期间前进距离和高度下降之间的比值。滑翔比通常用“K”表示。滑翔比是飞行器的一项重要性能指标。

计算方法

如果某一滑翔机在静气流中滑翔L米远时下降了H米高度，则这个滑翔机的滑翔比被定义为

滑翔比K值越大，滑翔机的飞行品质越好。而且，一架滑翔机的滑翔比K，正好和这架滑翔机的升力和阻力的比值相等。

影响因素

影响滑翔机滑翔比大小的主要因素是：整个滑翔机在滑翔时所能产生的上升力(升力)和整个滑翔机在滑翔时所受到的空气阻力(阻力)。如果测量升力和阻力的单位相同的话，则

其中，S：升阻比；Q：升力；R：阻力。

一架滑翔机的“升阻比”就等于它的“滑翔比”。设法提高机翼的升力，减小整个滑翔机的阻力，就是我们提高滑翔机升阻比的途径。

（1）展弦比的影响

按机翼理论，展弦比越大，其气动特性更接近于二维翼型。对于一定迎角，会使升力曲线斜率增加，从而升力系数增加；同时会使诱导阻力系数减小，升阻比增加。不过，由于展弦比增加,也会使伞绳数量增加，引起附加阻力增加。

（2）翼伞表面“鼓包”的影响

翼伞表面由伞衣、加强带等不同的纺织材料组成。在空气动力载荷、吊挂负荷及翼伞内腔气压的共同作用下，翼伞表面会产生凸起的“鼓包”，翼伞刚性越差，“鼓包”越明显。“鼓包”一方面使翼伞的实际展长减小,另一方面使上翼面的流动过程更加复杂，边界分离加剧。因此，“鼓包”高度越高，升阻比越小，滑翔比也就越小。

（3）翼伞材料透气量的影响

冲压式翼伞在飞行时，内腔压力将高于上、下翼面的静压。如果伞衣材料的透气量增加，将会使内腔泄压而减弱翼伞的刚性;另一方面，透过表面的气流会破坏边界层的附着力，促使分离，从而降低翼伞的升阻力特性。

（4）展向弯度（下反角）的影响

冲压式翼伞的展向弯度又称为下反角。当展向弯度（或下反角）增加时,气动力在展向上的分力增加，而在垂直方向上的分量减小。展向分量增加,增加了翼伞展向上的抗压能力，即增加了翼伞的刚性;垂直方向上的分量减小，就会减小升力。由此可知，展向弯度增加,其升阻比减小，但伞衣刚性增加。

（5）伞绳长度的影响

伞强长度增加，下反角减小，翼面变平，翼伞伞衣面的升阻比增加;但伞绳长度增加,又会造成伞绳阻力增加。因此，对于整个翼伞系统来讲，翼伞伞绳长度有个最佳值。一般来说，伞绳与展长之比在0.8左右较好。

提升方法

增加最大升力系数

通过增加翼型的弯度可以使CLmax增加，本文分别对采用NACA四位数系列的2415，3415，4415，5415翼型(见概述图)进行分析，四种翼型厚度分布函数相同，相对弯度从2%增加到5%。在不同弯度情况下，翼伞稳定飞行时的各项参数随安装角的变化情况如图4所示。

由图4可知，增加翼型弯度可以使翼伞的Kmax有所增加，但也会使翼伞性能对伞体安装角度更为敏感，即安装角的微小变化会对翼伞性能造成较大影响。这是由于翼型弯度增加导致翼伞的低头力矩增加，当伞体的安装角度发生变化时，翼伞需要改变更大的迎角获得力矩平衡状态，从而引发翼伞滑翔性能的剧烈变化。此外在大弯度翼型的情况下，只有少部分安装角度下翼伞的伞绳才能保证绷紧。大部分情况会使前伞绳松弛而无法获得稳定滑翔状态，这也是翼型过大的低头力矩使伞绳拉力向后伞绳转移的结果。

在翼伞的制造过程中可能存在误差使伞体的安装角度偏离设计点，若采用大弯度翼型这些误差很可能导致性能大幅下降，甚至伞绳松弛无法正常飞行。因此，在设计阶段需要采用最大升力系数较大同时低头力矩较小的翼型。

减小阻力

系统的零升阻力中伞体零升阻力和载荷物阻力相对容易削减。伞体零升阻力主要可通过修改前缘切口进行缩减，载荷物阻力则通过简单实用的整流来实现。

(1)减小伞体零升阻力

采用NACA2415翼型，CDc从0.07减小至0.04，翼伞稳定飞行时各项参数随安装角的变化情况如图5所示。由图5可知，伞体零升阻力的减小可以使升阻比大幅提升，同时也会使部分安装角情况下前伞绳失效。伞体阻力离重心较远，减小伞体阻力不仅改变了翼伞滑翔时的力平衡状态，而且影响滑翔时力矩的平衡状态。

(2)减小伞体载荷物阻力

采用NACA2415翼型，CD2从0.02缩减至0.01，翼伞稳定飞行时各项参数随安装角的变化情况如图6所示。

由图6可知，载荷物阻力的减小仅提升了升阻比，对稳定滑翔的迎角、速度、伞绳拉力几乎没有影响。这主要是由于载荷物更靠近系统的重心，且其气动力偏小，因此它的变化基本不影响滑翔时力矩的平衡状态，仅改变了力的平衡状态。

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