试论美国空军二战中使用的PBY-5A巡逻机的空气动力学特性

(整期优先)网络出版时间:2023-11-03
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试论美国空军二战中使用的PBY-5A巡逻机的空气动力学特性

作者:伍河明

权属单位:天府新区通用航空职业学院身份证号:510903200503249014

摘要;

本文旨在研究PBY-5A卡塔琳娜水上飞机的空气动力学特性。通过对该型号战斗机的设计原理,机翼形状,机身结构和动力系统等方面的分析,探讨其在空中作战中的性能表现。

引言:

    PBY-5A卡塔琳娜水上飞机是美国联合飞机公司研制的一型水上飞机。该机在第二次世界大战期间广泛装备于美英海空军及苏联航空兵。

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一、XP-55战斗机概括

PBY-5A型是在PBY-4水上飞机基础上改装的水陆两用型号,飞机采用可收放前三点式起落架。PBY-5A飞机空重增加了1043千克,原型机在1939年11月22日首飞。

二、设计特征

1、气动外形布局:

PBY-5A卡特琳娜水上飞机机长19.46米,翼展31.7米,机高6.15米,机翼面积130.2米,空重9485千克,最大起飞重量16066千克。基于PBY-5变体,主要区别在于增加了两栖能力;机翼浮筒被拆除,机身上增加了液压驱动的可伸缩三轮车起落架。它确实保留了在水上着陆和起飞的能力。

2、发动机:

PBY-5A卡塔琳娜水上飞机由两台1200马力的R-1830-92“双黄蜂”气冷双排型14缸活塞发动机提供动力,单台起飞功率为1200马力,配3桨叶变距螺旋桨。第一批生产的124只配备了一挺0.30卡(7.62 毫米)弓机枪,而后来的批次则配备了两挺。

2、飞机运用
  PBY-5A卡塔琳娜水上飞机因其越战绩成了历史上产量最大、用途最为广泛而且是最为著名的水上飞机,多被用于反潜、轰炸、侦察、反舰、人员运输等。

三、软件模拟测量法及结果

因 PBY-5A卡塔琳娜水上飞机目前已无可正常飞行的实机,故采用仿真气动环境下的计算机数据进行相关研究。

实验软件;warThunder【真实性能模式】

  实验步骤如下;

  1、使用飞机100%发动机功率输出进行不同高度的稳态飞行                              2、飞行高度以每1000米海拔高度为数据记录点位。

  3、根据飞行数据绘制速度/高度特性图。

  4、根据图表分析飞机空气动力学特性。

  在飞机无挂载、满油、800发机炮备弹的情况下测得如下数据

四、由数据图分析XP-55型战斗机的空气动力学特性

1、阻力和升力

  实验中飞机体型较大,阻力也随之增大,导致升限不高,爬升很慢,但其飞机平稳性能豪

2、气动特性

最大速度314千米/时,巡航速度201千米/时,实用升限4000米,最大航程4030千米。

结论:PBY-5A卡塔琳娜水上飞机体积太大,速度不高,但其装载能力强,平稳性高。

致谢:

感谢学院在论文写作过程中提供的政策环境,感谢在索传新院长坚强领导下的航空工程学院的过程考核氛围,感谢李豫教授的写作指导。

参考文献;

1、《空气动力学和维护技术基础》李幼兰主编  清华大学出版社  2014年4月

2、《现代飞机结构与系统》龙江、刘峰、张中波主编  西北工业大学出版社  2016年8月