飞机总体设计

1、飞机设计的依据,飞行器设计教研室,飞机总体设计第二讲,第二讲：飞机设计的依据,飞机的设计要求 飞机的设计规范 飞机的总体技术指标 设计要求示例 设计大作业,飞机的设计要求,设计要求的提出军用飞机 通常由军方根据如下因素提出： 政治上，未来政治环境和冲突规模的估计 经济上，全寿命费用和承受能力的估计 技术上，未来敌机发展的估计和新技术的风险分析,来源： 方宝瑞. 飞机气动布局设计,飞机的设计要求,设计要求的提出民用飞机 民用飞机很难说有什么“固定客户”，因此要发展什么样的飞机，一般由飞机公司提出初步设想，经过与可能用户的商讨，再制定设计要求 设计要求也需要有正确的预见性，因此必须必须进行长期的市

2、场调查和详细的分析研究,来源： 方宝瑞. 飞机气动布局设计,飞机的设计要求,飞机设计要求是一项技术文件，没有固定格式 飞机设计要求的基本内容 飞机的用途和任务 所设计的飞机是民用机还是军用机？ 主要用途是什么？ 其他用途又是什么？,飞机的设计要求,飞机设计要求的基本内容（续） 任务剖面,简单剖面： 起飞爬升巡航待机下降着陆,飞机的设计要求,飞机设计要求的基本内容（续） 任务剖面,作战剖面： 起飞爬升巡航待机 下降投弹爬升巡航待机下降着陆,飞机的设计要求,飞机设计要求的基本内容（续） 任务剖面,飞机的设计要求,飞机设计要求的基本内容（续） 飞行性能 最大飞行速度 升限 航程 爬升性能 加速性能

3、减速性能 盘旋性能 起降性能,飞机的设计要求,飞机设计要求的基本内容（续） 有效载荷（Payload） 军机（飞行员、武器） 民机 （机组、乘客、货物） 功能系统 航电、安全、飞控等 使用维护要求,飞机的设计要求,飞机设计要求的基本内容（续） 机体结构方面的要求 正、负最大过载 承受动强度、使用寿命 研制周期和费用 民机的经济性指标 制造成本 直接运营成本（Direct operating costs，DOC）,飞机的设计规范,飞机设计规范由国家的有关部门制定和颁布，是指导飞机设计工作的通用性技术文件 对各类飞机作了许多指令性的规定 飞机的设计情况 安全系数 过载系数 飞行载荷 突风载荷,飞行

4、品质 飞行包线 起飞与着陆的要求 飞机重心的稳定性裕度 强度和刚度,飞机的设计规范,典型的设计规范 美国 军用飞机设计规范（MIL） 联邦适航性条例（FAR-25、FAR-23） 中国 军用飞机强度规范 中国民用航空规章（CCAR-25、CCAR-23 ）,飞机的总体技术指标,制定 由总设计师和总体设计部门，根据飞机使用技术要求或战术技术要求，以及有关的设计规范和适航标准等文件而制定 目的 为了全面指导和协调整个飞机设计的工作 内容 飞机设计要求的具体化和某些必要的补充 考虑当前和今后一个时期内，该指标有一定的先进性和现实可能性,飞机的总体技术指标,具体项目 最大使用过载 最大最大速压 温度指

5、标 飞行包线 飞机的飞行特征 和飞行高度的范围,对应于某高度下的最大速度,“裕度”,设计要求示例,类型与用途 作为与先进战术战斗机（Advanced Tactical Fighter，ATF）进行“高低搭配”的低端机型 执行空对空作战的 单座轻型战斗机 尽可能地采用新技术 以满足任务要求,来源：Aircraft Engine Design,1987 (2nd Edition, 2002),设计要求示例,任务剖面,14个任务段,20个任务段！,设计要求示例,任务剖面,设计要求示例,任务剖面,设计要求示例,任务剖面,设计要求示例,性能要求,设计要求示例,有效载荷 飞行员 1名 武器 AMRAAM

6、2 326 lb/枚 AIM-9L 2 191 lb/枚 25mm机炮 1 270 lb 炮弹 500 550 lb,设计大作业题目,可选题目A喷气式民用旅客机 A1. 参考机型 Boeing 737-700,设计大作业题目,A2. 任务剖面： A3. 有效载荷： 乘客数: 120人 机组数目： 6人 每人重90kg （含行李） (P. 17),设计大作业题目,A4. 飞行性能要求（参考数据）： 巡航速度 Ma=0.75 巡航高度 11000m 航程 5000 km 待机时间 45min 起飞着陆距离 1600 m 接地速度 220km/h,设计大作业题目,可选题目B先进轻型战斗机 B1. 参

7、考机型 F-35A,设计大作业题目,B2. 任务剖面： B3. 有效载荷： 飞行员：1人 100kg (P. 16) 中距空对空导弹 2 近距空对空导弹 2 机炮,设计大作业题目,B4. 参考性能数据与设计过程 DR-3轻型超音速巡航战斗机 Raymer, D. P. Aircraft Design: A Conceptual Approach, 3rd, 1999. （现代飞机设计,1992）,设计大作业报告内容与要求,设计大作业报告内容与要求,设计大作业报告内容与要求,Boeing757,Airbus310,利用catia完成的 部分概念方案,设计大作业报告内容与要求,设计大作业分组要求,

8、设计大作业注意事项,第1周周4确定各组成员与组长 （各班班长或学习委员负责上交名单，领取资料）,设计大作业注意事项,人员分工参考： 组长（协调、整理报告、汇报等） 1 方案确定 所有成员 绘图、CAD 2 参数选择 （部件设计） 3-4 重量估算 1 气动估算 1 飞行性能估算 1,设计大作业评分标准,1）完整性 2）正确性 3）可行性 4）清晰性 5）汇报 6）各成员表现,设计大作业NOTICE,来源: Boeing,Whether we like it or not, we are all in this together.,设计大作业NOTICE,Design is a challenge Design is important Design can be fun,source: W. H. Mason Department of AOE Virginia Tech.,复 习 题,飞机的设计要求有哪