使用ONLYOFFICE估算飞机的翼载荷大小

书接前文：

力大砖飞

我们简单讲评了推重比 HP/Weight Ratio这个参数，这里继续，探讨一下 Wing Loading翼载荷这个数据。

推重比是没有量纲的纯数据，而翼载荷是有量纲的有物理意义的概念，如上图所示，分子是质量，单位是千克 kg，分母是面积，单位是 m^2，是用飞机的重量比上机翼面积，这个比值表示飞机的机翼相对于机身的大小，翼载荷越大，说明翅膀越小，比如那些飞的特别快机翼后掠角很大的战斗机，翼载荷越小说明翅膀越大，比如那些低速性能好机动性强的飞机。

当然，本文纯属架空，不涉及地球上人类科技文明的任何人造飞行器，与人类任何国家都毫无关联，不涉实事，本文所研究的是遥远的Jundroo星球，也就是简星球上的技术文明，懂的都懂。

在J星上的飞机，计算翼载荷所用的重量，是满载起飞重量 Loaded Weight，和空重 Empty Weight有什么区别呢？满载起飞重量是在飞机设计编辑环节造出来的飞机重量，而空重是在空战前抛掉副油箱然后，在空战中耗尽所有弹药，耗尽所有机载燃油后的重量，裸机的重量。

计算翼载荷所用的翼面积，就是上面截图中的 Wing Area，这是J星软件自动计算出来的，本不用咱们再计算验证一遍了，但是为了理解J星气动学，咱们可以手动计算验证一遍，并且这里的计算方法可以应用到计算模型整体的俯视截面积、侧向截面积、迎头截面积以及任何零部件的指定方向的截面积，进而可以进行其它深入加工计算，懂的都懂，比如，我之前展示过，J星的这空天软件，可以和地球上的空天软件，比如RTD、VRF进行某种程度的数据集成

SP？RTD！——连载五

J星上的翼面积是飞机上所有的机翼零件的面积总和，算入机翼面积的仅限这4种机翼零件：

即使F/A-18主翼翼跟之前有翼身结合处的边条翼也能产生升力，但是在J星上是不计算这里的升力的，仅具有外观上模拟F/A-18的意义。或者为了做出翼型而在机翼上做素体包胶模拟真实飞机的翼型，比如之前的图文介绍的：

翼型产生升力之谜的理论物理学解释——J简星物理学

这里虽然做了很漂亮的机翼，但是在J星软件里面是不计算这整块机翼的面积的，只计算里面所包裹的上述4种机翼零件产生的面积。

还可以有堆叠搭在一起的机翼零件也不能面积仅计算一次而是要累加计算的，比如我的海陆空三栖跑车里面

限于车体体积限制以及为了美观，将垂尾嵌入到车体内部，并且堆叠多个完全相同的垂尾在同一个空间位置，完全重合，以此来增加垂尾面积，使得J星该软件在仿真飞行时候能获得较大的垂尾面积，从而使得汽车有较好的航向稳定性，对！我说过了，本文纯属架空，讲评的是Jundroo星球的科技文明，这种嵌入式堆叠技术不适合于地球科技，在我们的世界里，这样就是穿模的bug，就是会零件碰撞的！

知道了这些规则了，才能正确的计算简星飞机的翼载荷，就是F/A-18的所有机翼零件的总面积，打开这架飞机，切换视角为正投俯视图：

为什么要选择正投？因为普通的非正投模式下，截取三视图是不精确的，会有变形，就是人类肉眼所看到的近大远小的画面效果，而正投模式下，视角就不是一个视点，而是一个视平面，一个宽度，离视平面距离不管远近多少，宽度永远不变，这样就可以截取出精确的三视图：俯视图、前视图、侧视图

然后适当缩放平移把主翼部分尽量填充画面，截图出来

我们测绘求取一侧的主翼面积即可，把这张图片插入ONLYOFFICE新建的表格文件里面来测绘，注意看这个主翼的形状，其实就是一条侧边是垂直的梯形，上下底边和高都不用在表格里面数据拟合来测绘，直接在SP软件里面测绘即可，但是，在xlsx表格文件里面计算是更为暴力计算的方式，可以测绘复杂外形的机翼，什么后掠翼、前掠翼、三角翼、双后掠角机翼、变后掠翼机翼……如果你有耐心，也可以用表格文件拟合测绘外形复杂的驱逐舰的侧面截面积。至于选择哪一款Office软件里面来创建xlsx表格文件来做测绘计算，那就是萝卜白菜各有所好的问题了，这种操作是表格办公软件的基础功能了，所有office软件都可以使用的，这里我使用ONLYOFFICE为例。

从菜单中选择 插入、图片、图片文件，即可从电脑里面选择上面所截取的正投俯视图，插入的图片默认是竖直向上的，一般的飞机的翼面形状，是以飞机前后纵轴为横坐标x来拟合机翼外沿的形状曲线为纵坐标y值，所以把图片向左转90°

先随意造一些数据，后面再操作拟合

轴这一列就是飞机前后纵轴，虽然是横轴X轴，但是并不需要均匀递增，而是可以有随意的稀疏变化，比如在外形变化缓慢的地方数据采样较为稀疏，而在外形复杂的地方采样较为密集，如上图所示。

底端是翼跟的形状，毕竟以机身纵轴为曲线拟合的横轴X轴的话，机翼就不是紧紧挨着横轴长出来的，而是长在机身右肋的，并且，机身的右肋并非必定是前后一般粗的，如果是超音速蜂腰修型的战斗机，翼跟就是复杂曲线，并且在这个F/A-18战斗机上，测绘大后掠角的水平尾翼就需要翼跟曲线上仰去外接尾翼外沿，相接到尾翼后尖端

第三列尖端就是机翼外沿的轮廓描边数据了，先随意写一些无规律的数待用。写多少行呢，就看形状是否复杂，机翼外形比较简单的可能五六个点五六行就够了，而如果你想测绘驱逐舰侧向雷达反射面积的话估计几百个数据点行数都不够。

先生成折线散点图，选中这三列数据，包括第一行的文字说明，选中的状态下，从菜单中选择 插入、图表、散点图里面选择一个

总共5种散点图，第一种只有点没有线连接，不选择，第二、三种使用平滑曲线来连接各个测绘点，第四、五种使用直线段来连接各个测绘点，如果测绘的机翼外形是光滑曲线流线型的话，选择第二、三种散点图来拟合，比如协和飞机：

而对于F/A-18这样线条刚硬的战斗机来说选择直线段散点图

这时候的数据还是自己随意写的，然后就是慢工出细活了，一点一点的拿锉刀来挫，把这两条曲线挫到机翼的外形形状上面去。

把这个曲线图设为透明放到图片之上，然后就可以从对照着机翼图片拟合曲线了

曲线的颜色、粗细、线形都随意设置，与背景插图的颜色有明显对比方便辨认就好。

移动整张曲线图使得曲线图的横轴x轴对正机体的前后纵轴：

拟合数据点之前，先找出来各方向的最大值，也就是曲线横纵xy坐标的最大值的具体米数：

我怎么知道翼尖就是6米处，而翼跟缘长4米呢？

查wiki上的F/A-18的参数

错！应该查看J星该机的参数，见本文第一张图里面的翼展 Wing Span，是 12.3米，那么翼尖的位置肯定就是 6.15了，翼尖确定了，翼根就不用找参考资料查看机体宽度了，直接数据拟合测量就行了，测量出翼根安装位置是1.3米，机身胸部比腰腹部稍微宽一点，机翼的翼根的前缘稍稍插入了机身一部分，主翼安装没有旋转角度，翼根边缘是前后直向的，鉴于简星气动学里面嵌入机体内部的机翼也能产生升力的设定，这里拟合翼根零件的边缘，前缘稍微插入了机身。翼根缘长度需要在SP中手动测量一下：

拿SP零件库中的标准立方体，搭在机翼上，这种立方体的长宽高都是已知的0.5米，那我就可以拼接起来当作尺子来测量各种我想测量的尺寸，为了方便数格子的数量，用特色刷成红白相间的格子，直接从这把建议尺子上量出来主翼翼根长度4米，那么，这里查出来的宽度6.15米长度4米是否正确呢？可以用眼睛观察曲线图里面的经纬线格子的形状，横轴纵轴都是每1米或0.5米绘制一根经线或者纬线，那么这些经纬线够成的就应该是正方形，如果显示为横向或竖向的长方形，越不正就说明上一步测量的误差越大或者上面有步骤环节里面的计算就完全是错的，而这里的截图显示都是正方形的格子，说明我手工反向测绘的大黄蜂还是比较精准的，尾翼也测量如下

主翼形状太过简单，四个采样点已经足够，多余的点就不删除了，直接设同样的数值拉成直线即可：

然后就是面积求和了，每一个格子就是一个梯形，因此面积公式，见截图所示，鉴于形状过于简单，就不计算每一个格子了，第二个微分面积就直接在最后一个采样点和第二个采样点之间计算：

最下一行的0，是因为F/A-18战斗机的主翼后缘是平直的既没有后掠角也没有前掠角，垂直于机身侧面，所以数据拟合后最后一行套用面积公式为0，这也验证了上面所编写的excel的这个公式用来求取采样点之间包围的微分梯形面积是正确的。

最下面再对S面积列进行求和，但是这单侧主翼的翼面积了。尾翼才是稍微复杂一些的外形：

尾翼大后掠角，乃至翼根后缘位于翼尖前缘的前侧少许，翼尖后缘有一个小的切角，底端折线和尖端折线相接于尾翼外缘后尖端，大黄蜂尾部收缩，尾翼的安装也有一个后掠转角，

因此底缘两点的y坐标也拟合不同的数值，这样尾翼的面积也就反测出来了，垂尾照此办理，我就懒于再测绘了，目视和尾翼面积相当，把单侧主翼、尾翼、垂尾面积加和后再乘以2，确实和软件自身给出的翼面积相当，那样也就能得到软件自身给出的翼载荷性能数值了。

垂尾的面积测量计算需要注意外倾角的存在，需要在侧视图测量侧向面积后再切换到后视图测量一下外倾角，其实不用测量出外倾角，只需要测量出外倾角正切值后直接由正切值去计算出正弦值，由侧视面积除以外倾角正弦值就是垂尾翼面积了。

大黄蜂这样的战斗机，一个人一天能描边好几架，然后搞复杂模型比如驱逐舰又会如何呢？美帝的猪姆沃尔特隐身驱逐舰：

侧视雷达截面积采样点估计得上四五百了吧，那么问题来了，五百个描边测绘点需要一个人描10天的话，派俩个人描边，是不是就只需要5天了？如果选择WPS软件来“协同”合作办公的话，这个答案是错的，俩个人描边，还是需要10天！为什么呢？WPS所谓的云端共享协同办公是这样的使用场景：

注意看，这个姑娘叫小美，她的老板大壮给她很多的工作干不完要加班，但是到了下班的时间就赶紧拉灯轰赶小美回家加班，说公司要节电，小美在征得大壮的同意后，小美白天在公司干活的时候，就把文档上传到wps的云端，小美就只对云端存储的这个版本文件进行编写操作，小美甚至可以删除自己本地端电脑里面的这个文件，这样小美就可以按点下班了，个屁！这样小美就可以每天上班时候打开命令行输入如下命令来计划执行下午五点半下班时候电脑自动关机了：

然后小美回到家吃完晚饭后打开家里面的电脑，登陆小美自己的wps账号，就能再次打开她云端的这个文档，在下午下班时候暂停的地方继续干活了。这是一个云端账号在不同时候从不同的个人网络设备访问个人账号下的网络文档进行干活的云端工作方式，这是wps最原始开发云功能的初衷，因此，后来延展出来的多人云端协作的工作方式就是，老板大壮也下班关机回家吃完晚饭打开自己家里面的电脑，上微信联系小美，让小美把wps云端文档的共享连接通过微信发送给大壮，大壮用大壮自己的wps账号打开一看，系统提示小美正在开着这个文档编辑中，大壮只能只读模式查看内容，大壮满意便罢，如果大壮看着内容有不足之处想亲自修改怎么办呢？大壮还得微信给小美打电话，让小美保存一下这个在线文档关闭这个文档，然后大壮再打开这个云文档，才能进行修改，修改完了大壮再次给小美打电话告知他修改完了，在文档里面提了很多修改意见，让小美再打开继续修改，如此等等。

WPS这种多人云端“协同”办公的本质是多个人在不同的时候打开同一个文档进行修改，因此猪姆沃尔特驱逐舰五百个描边测绘点俩个人用WPS协作干活还是需要10天。而ONLYOFFICE的云端文档的多人协同，是真的协同，是多个人可以同时操作修改同一个在线文件，这样，小美可以描边船体结构，而大壮可以描边舰炮、舰岛、雷达等结构，真正分工协作，同时干活，俩个人描边猪姆沃尔特真的是5天完成，并且小美和大壮可以抛弃微信直接在ONLYOFFICE里面在线文字聊天。

最后问题来了，如何通过数值特征来寻找潜在的雷达信号角反射点呢？如何在界面计算中加入角反射的增强作用呢？