飞行器总体设计..

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空间飞行器总体设计

第一章—绪论1.各国独立发射首颗卫星时间。

表格 1 各国独立发射首颗卫星时间表2.航天器的分类？答：航天器按是否载人可分为无人航天器和载人航天器两大类。

其中，无人航天人按是否环绕地球运行又分为人造地球卫星和空间探测器两大类；载人航天器可以分为载人飞船、空间站和航天飞机。

3.什么是航天器设计？答：航天器设计就是要解决每一个环节的具体设计，其中主要的几个关键内容为：航天任务分析与轨道设计、航天器构形设计、服务与支持分系统的具体设计。

4.画图说明航天器系统设计的层次关系并简述各组成部分的作用。

答：图 1 航天器系统设计的层次关系图(1).有效载荷分系统：航天器上直接完成特定任务的仪器、设备和核心部分；(2).航天器结构平台：整个航天器的结构体(3).服务和支持系统：有效载荷正常工作的必要条件。

①结构分系统：提供其他系统的安装空间；满足各设备安装方位，精度要求；确保设备安全；满足刚度，强度，热防护要求，确保完整性；提供其他特定功能②电源分系统：向航天器各系统供电③测控与通信系统：对航天器进行跟踪，测轨，定位，遥控，通信；④热控系统：对内外能量管理和控制，实现航天器上废热朝外部空间的排散，满足在飞行各阶段，星船各阶段、仪器设备、舱内壁及结构所要求的温度条件；⑤姿态与轨道控制系统：姿态控制--姿态稳定，姿态机动；轨道控制--用于保持或改变航天器的运行轨道，包括轨道确定（导航）和轨道控制（制导）两方面，使航天器遵循正确的航线飞行。

、⑥推进系统：向地球静轨道转移时的近地点与远地点点火；低轨道转移时，低轨到高轨的提升与离轨再入控制；星际航行向第二宇宙速度的加速过程；在轨运行⑦数据管理系统：将航天器遥控管理等综合在微机系统中⑧环境控制与生命保障：维持密闭舱内大气环境，保证航天员生命安全5.航天器的特点及其设计的特点？答：航天器的特点有5个，(1).系统整体性；(2).系统层次性；(3).航天器经受的环境条件：运载器环境、外层空间环境、返回环境；(4).航天器的高度自动化性质；(5).航天器长寿面高可靠性。

2飞行器总体设计-第2章1

14
2.3 初步重量估计
空机重量估计
对不同类型的飞机，可以统计出一定的趋势
15
2.3 初步重量估计
空机重量估计
We /W0 =AW0C K
vs
A 0.96 1.59 2.34 0.93
{A-公制} C {0.92} {1.47} {2.11} {0.88} -0.05 -0.10 -0.13 -0.07
Wf W0
)W0 (
We )W0 W0
W0估计值
We )W0 Wcrew W payload We/W0方程 W0
W0方程
Wcrew W payload 1 (W f / W0 ) (We / W0 )
迭代计算W0 &Wfuel
任务段中不得进行有效载荷的投放迭代通常只须几次就可以收敛
40
2.7 飞机气动布局的选择
2.7.1 正常式布局
J8
波音787
41
2.7 飞机气动布局的选择
2.7.2 鸭式布局
随着主动控制技术的发展，电传操纵技术的成熟，把前翼设计得比较大（相对面积8％～15％）并靠近机翼构成所谓近耦合鸭式布局已成为现实。
30
2.4 权衡研究（Trade Studies）
方案研究中的一个重要环节是与用户一道评审和仔细分析设计要求通过对要求中的项目进行变化，可以分析出该项目对起飞总重的影响，进而更合理地确定要求的取值还可以反映出新技术（如采用某种复合材料）对设计的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
31
2.4 权衡研究（Trade Studies）
对各专业基本知识的全面了解＋创新的思想＋美学观点
概念构思的体现 — 概念草图

小型四旋翼低空无人飞行器综合设计

是实现遥控设备与飞行器之间通信的关键。在选择无线传输品牌和型号时，需要考虑传输距离、信号稳定性、安全性等因素。同时，对于某些特殊场景，还需要考虑防水、抗震等特殊性能。
3、传感器应用
传感器技术在小型四旋翼低空无人飞行器中扮演着重要的角色。通过使用多种传感器，可以实现飞行器的定位、导航、控制等功能。为了保证数据的准确性和可靠性，需要对传感器进行定期校准和维护。
实验结果与分析
通过仿真实验，本次演示提出的混合控制方法取得了显著的实验效果。在轨迹跟踪实验中，飞行器能够快速准确地跟踪给定的轨迹，具有良好的动态性能和稳定性。此外，通过与单一控制方法的对比实验，本次演示提出的混合控制方法在跟踪精度和稳定性方面均表现出明显的优势。
结论与展望
本次演示针对四旋翼无人飞行器的非线性控制问题，提出了一种基于鲁棒控制和滑模控制的混合控制方法。通过仿真实验验证了该方法的有效性。然而，仍然存在一些不足之处，例如对飞行器的动态特性分析不够准确、控制系统的实时性有待提高等。
设计思路
1、总体设计
小型四旋翼低空无人飞行器主要由机身、旋翼、遥控器等部分组成。机身采用轻量化材料制成，以减小飞行器的重量，便于携带；旋翼则由四个电机驱动，以实现飞行器的稳定飞行；遥控器则用于控制飞行器的飞行轨迹和高度。
2、硬件设计
硬件配置是小型四旋翼低空无人飞行器的核心部分，主要包括电池、传感器、遥控设备等。电池选用高容量、轻量化的锂离子电池，以延长飞行器的续航时间；传感器则采用GPS、加速度计、陀螺仪等，以实现飞行器的定位、导航和控制；遥控设备则选用2.4GHz遥控器，以实现遥控设备的无线传输。
小型四旋翼低空无人飞行器综合设计
01 引言
03 参考内容
目录

飞行器总体设计最终版

燃气发生器后长度LAB LAB=（DMG-DJ）*0.23 取0.5m
图示如下：
短舱翼吊安装
展向位置位于34%的半展长处两间距12.73m 短舱轴线的偏角和安装角
偏角：短舱轴线相对于顺气流方向的夹角 -2° 安装角：短舱轴线相对发动机于当地翼面弦线的夹角 0°。
起落架布置
采用前三点式
主要参数如下：
飞机的设计要求
1．客舱 150座两级座舱（头等舱 12座排距36in；经济舱 128座排距32in）单级 32in排距没有出口限制典型载荷
225英镑/乘客 3．最大航程
2800nm(5185.6km) 双级满载典型任务 225英镑/乘客 4．巡航速度
1．0.78M 2．最好：0.8M 4．最大使用高度 43000’(13115m) 1英尺=0.305m 6．最大着陆速度（最大着陆重量） 70m/s 1节＝1海里/小时＝1.852公里/小时=0.5144m/s 7．起飞跑道长度（TOFL），最大起飞重量 7000’ (2135m)海平面 86华氏度参考：A320等同类型的飞机
翼展（米）巡航速度（马赫）机长（米）载客量（人）
波音727 波音787 空客320
28.45 0.78 37.81 110-215
32.92 0.8 46.69 145
50.3~51.8 0.85 55.5 289
34.09 0.82 37.57 186
宽度（米）载货量（立方米）最大起飞重量（吨）客舱布局最大载油量（升）
确定主要参数
一．重量的预估
1.根据设计要求：
–航程: Range＝2800nm=5185.6km
–巡航速度:
0.8M
–巡航高度:

2飞行器总体设计-第2章

7s7s3a3a反潜机的真实资料反潜机的真实资料7s7s3a3a反潜机的真实资料反潜机的真实资料7s3a反潜机的真实资料7s7s3a3a反潜机的真实资料反潜机的真实资料7s7s3a3a反潜机的真实资料反潜机的真实资料7s7s3a3a反潜机的真实资料反潜机的真实资料2323飞机升阻特性估算飞机升阻特性估算231确定最大升力系数最大升力系数取决于机翼的几何形状翼型襟翼几何形状及其展长前缘缝翼及缝翼几何形状re数表面光洁度以及来自飞机其它部件的影响如
该方法适用于如下12种飞机: 自制螺旋桨飞机; 单发螺旋桨飞机; 双发螺旋桨飞机; 农业飞机; 公务机; 涡轮螺旋桨支线飞机; 喷气运输机; 军用教练机; 战斗机; 军用巡逻机,轰炸机和运输机; 水陆两用飞机; 超音速巡航飞机.
第二章飞机初始总体参数与方案设计 2.2 重量估算(续) 重量估算(
3.升阻比L/D的估算 3.升阻比L/D的估算升阻比L/D
4.起飞重量的确定 4.起飞重量的确定
5.权衡分析航程) 5.权衡分析(航程) 权衡分析(
5.权衡分析航程) 5.权衡分析(航程) 权衡分析(
5.权衡分析有效装载) 5.权衡分析(有效装载) 权衡分析(
5.权衡分析有效装载) 5.权衡分析(有效装载) 权衡分析(
图2.3.2 机翼/尾翼浸湿面积估算
2.3 飞机升阻特性估算
对于起飞与着陆,襟翼与起落架对零升阻力的影响比较大, 应予以考虑.襟翼与起落架产生附加零升阻力的值主要同它们的尺寸,类型有关,其典型值可参照表2.3.3选取.
采用哪个值取决于飞机的襟翼,起落架型式.开裂式襟翼阻力比富勒襟翼大;全翼展襟翼阻力大于部分翼展襟翼;装在机翼上的起落架阻力大;上单翼飞机大于下单翼.
7.S-3A反潜机的真实资料 7.S-3A反潜机的真实资料

飞行器总体设计一PPT课件

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★ 形成飞机的总体布置图、三面图、结构受力系统图
★ 进行重心定位、性能、操稳计算，结构强度和刚度计算
★ 提出对各分系统的技术要求 ★ 最终要制造出全尺寸的样机或绘制电子样机，进行人机接口、主要设备和通路布置的协调检查以及使用维护检查。
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样机在经过使用部门，特别是经空、地勤人员审查通过后，可以冻结新飞机的总体技术方案，开始转入工程研制。
由设计/研制单位提出由用户和设计单位共同提出
由用户提出的要求，设计/研制单位要进行分析/ 论证——战术技术要求分析/论证。
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飞机设计要求通常没有固定的格式，其基本内容
应包括以下几个方面：
(1) 飞机的类型和基本任务 (2) 飞机的有效载荷 (3) 飞机的飞行性能指标 (4) 其他方面的要求：电子对抗、隐身、使用维护性、使用周期、研制进度/经费、使用经济性，……。有时这些要求可能会起到决定性的作用。
下面简单讨论飞机设计要求中的战术技术要求。
在作调整试飞过程中，新飞机肯定会出现各种故障，必要时应对飞机作局部的修改。
在定型试飞过程中还会有故障，当然比调整试飞中出现的要少的多，而且更改大多是机内系统，涉及飞机外形的改动极少。
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定型试飞通常需要上千个起落。试飞科目全部完成后，由试飞鉴定部门和飞行员写出正式报告，上报国家航空产品定型委员会批准后，方可进入小批量生产。
飞行器总体设计
1
第1章绪论
1.1 飞机研制的一般过程 1.2 飞机设计要求 1.3 喷气式战斗机的发展 1.4 喷气干线运输机的发展 1.5 支线飞机、通用航空 1.6 无人飞行器 1.7 飞机总体设计的特点 1.8 飞机总体设计框架
2
1.1 飞机研制的一般过程

飞行器总体设计岗位职责

飞行器总体设计岗位职责
飞行器总体设计岗位职责：
1. 负责飞行器总体设计的规划、方案设计、技术分析和评估等工作。

2. 参与编制飞行器总体设计方案，包括总体飞行性能、载荷能力、气动特性、结构设计等方面，同时确保设计方案符合安全、经济和生产需求。

3. 完成飞行器总体设计方案的技术评估和经济分析，包括制定设计目标和限制条件，提出方案改进和优化措施。

4. 配合组织全机设计变更、确认飞行器总体设计权威性、适航性以及解决全机设计及试飞问题等。

5. 参与飞行器试制、试验和验证工作，包括飞行器原型设计、制造、装配、试飞等环节的技术指导和支持。

6. 协调与其他部门及分包商的沟通协调工作，跟进产品设计、制造、测试等过程中出现的问题，及时反馈并跟踪解决。

7. 根据市场、技术和客户需求，参与飞行器总体设计方案的优化和升级，促进公司研发实力的提升。

8. 参与制定公司的技术标准、设计规范和流程，加强项目管理和控制。

以上是飞行器总体设计岗位的主要职责，要求具备全面的技术素质、出色的团队合作精神和良好的创新能力，能够保证设计方案的质量和有效性。

同时需要关注行业发展趋势，加强技术创新，不断提升公司的核心竞争力。

仿蝴蝶飞行器总体设计与控制仿真

总体设计
1、旋翼飞行器总体设计概述
旋翼飞行器是一种通过旋翼产生升力的飞行器，具有垂直起降、悬停、灵活飞行等特点。其总体设计包括结构设计、气动设计、控制设计等多个方面。在微型四旋翼飞行器设计中，需充分考虑尺寸、重量、动力等因素的限制，以实现最优的设计效果。
2、微型四旋翼飞行器结构设计
微型四旋翼飞行器的结构设计主要包括机身结构、旋翼结构、电机及驱动系统等部分。其中，机身结构应尽量轻巧、紧凑，以降低整个飞行器的重量；旋翼结构需根据飞行器的性能要求进行精细化设计，以实现良好的气动性能；电机及驱动系统则需要根据飞行器的动力需求进行选型和布局。
2、分析和解释
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
从结果分析来看，仿蝴蝶飞行器的总体设计和控制仿真取得了较好的效果。其轻量化和仿生性设计提高了飞行性能和环境适应性，高效能和稳定性特点则保证了其在任务执行过程中的效率和可靠性。此外，控制系统的优化也进一步提高了仿蝴蝶飞行器的精度和稳定性。
3、总结经验
通过本次仿蝴蝶飞行器的总体设计与控制仿真，我们获得了以下实践经验：首先，轻量化和仿生性设计是仿生飞行器设计的关键；其次，控制系统的高效性和稳定性对仿生飞行器的性能有着重要影响；最后，仿真过程中需要不断调整和优化控制算法和参数以达到最佳效果。
结论本次演示对仿蝴蝶飞行器的总体设计与控制仿真进行了详细的分析和探讨。
参考内容
引言
微型四旋翼飞行器在许多领域都有广泛的应用，如军事侦察、环境监测、救援搜索等。随着科技的发展，对微型四旋翼飞行器的性能要求也越来越高，因此需要对其进行深入的研究和优化设计。本次演示将重点探讨微型四旋翼飞行器的总体设计及运动控制问题，以期提高其性能指标和应用范围。
通过实验测试和结果分析，证实了本次演示所设计的微型四旋翼飞行器在性能上具有一定的优势，能够满足多种应用场景的需求。然而，也存在一些不足之处，如对复杂环境的适应性有待进一步提高。

飞机总体大作业——四代机设计方案1

飞行器总体设计大作业歼-50（终结者）小组成员：前言 (3)第一章飞机设计要求 (4)任务计划书性能指标 (4)发动机要求 (4)有效载荷 (5)任务剖面 (5)概念草图 (6)第二章总体参数估算 (7)起飞重量的计算 (7)2.1.1飞机起飞重量的构成 (7)2.1.2空机重量系数W e/W0的计算 (9)发动机的耗油率C (10)2.3 升阻比L/D (11)由浸湿面积比估算出L/D约为13 (13)燃油重量系数W f/W0 (13)2.4.1飞机的典型任务剖面 (14)2.4.2计算燃油重量系数W f/W0 (16)2.4.3全机重量计算 (16)飞机升阻特性估算 (20)2.5.1确定最大升力系数 (20)2.5.2估算零升阻力系数C D0及阻力系数C D (21)随着美国F-22战斗机的服役，以及俄罗斯T-50战斗机的首飞，我国处于自身战略的需要以及面临的实实在在的威胁，必须要研制出自己的四代机，否则未来几十年只能任由其它国家的战机闯入我国的凌空。

我们正在无声无息的被四代机重重包围，如何突围，成了中国航空业和中国空军不得不面对的问题。

根据对21世纪战争的预测分析，作战模式将向空战一体化，信息化发展。

赋予战斗机的作战使命将进一步提升，要求战斗机取得“据对制空权”，具有远程奔袭和突防能力，“先敌发现，先敌进攻，先敌制胜”的能力将被赋予更加实际的内涵。

具有更高的生存性，低可探测性（即隐身性能），超声速巡航，高机动性，超视距攻击将成为新一代战斗机的主要发展方向。

鉴于以上思想，我们以俄罗斯T-50为原型机，设计了适合新形势下我军作战要求的第四代战斗机。

第一章飞机设计要求任务计划书性能指标发动机要求（1）推重比达到10以上；（2）应满足具有超音速巡航能力，发动机不开加力在高度11-13千米，飞机应能～持续巡航飞行，及要求发动机不开加力使得最大推力要大；（3）为飞机提供短距起降和过失速机动能力（采用推力矢量喷管）；（4）有良好的隐身能力，发动机的红外和雷达反射信号特征尽可能小；（5）采用双余度全权限数字电子控制（FADEC）；（6）与第三代战斗机的发动机相比，零件数量减少40～60%，可靠性提高一倍，耐久性提高一倍；（7）寿命周期费用降低约25～30%。

15厘米固定翼微型飞行器总体设计与性能分析

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15 厘米固定翼微型飞行器总体设计与性能分析
图表清单
图 1.1 第一代 Black Widow ........................................................................................5 图 1.2 第一代 Black Widow 质量分配图 ...................................................................5 图 1.3 第二代 Black Widow ........................................................................................6 图 1.4 MLB 公司的 Trochoid ......................................................................................6 图 1.5 Florida 大学的柔性翼微型飞行器 ...................................................................7 图 2.1 无人飞行器翼展与有效载荷关系图 .............................................................10 图 2.2 桨叶叶素的气动特性分析图 .........................................................................14 图 2.3 旋翼拉力计算模型 .........................................................................................16 图 2.4 旋翼转速特性曲线，V∞=0 .............................................................................17 图 2.5 旋翼拉力特性曲线 .........................................................................................18 图 2.6 飞行器气动外形设计的一般流程 .................................................................19 图 3.1 微型飞行器机翼翼型 .....................................................................................25 图 3.2 微型飞行器机翼平面形状 .............................................................................26 图 3.3 后缘襟副翼的形状及位置 .............................................................................26 图 3.4 垂直安定面的基本形状 .................................................................................27 图 3.5 定型后微型飞行器部件的尺寸 .....................................................................28 图 3.6 固定翼微型飞行器气动外形效果图 .............................................................28 图 3.7 微型飞行器的等价梯形翼 .............................................................................28 图 3.8 微型飞行器的升阻特性曲线 .........................................................................29 图 3.9 微型飞行器定直平飞配平迎角 .....................................................................30 图 3.10 平飞需用推力和可用推力 ...........................................................................30 图 4.1 多层网格迭代求解示意图 .............................................................................34 图 4.2 MGAERO 的求解结构 ...................................................................................35 图 4.3 MGAERO 中的坐标定义 ...............................................................................36 图 4.4 MGAERO 中的气动角定义 ...........................................................................36 图 4.5 微型飞行器三维外形和空间网格图 .............................................................37 图 4.6 部分迎角下微型飞行器的压力云图，V∞=12m/s .........................................39 图 4.7 微型飞行器翼根处压力分布曲线，V∞=12m/s .............................................40 图 4.8 机翼各展向截面的压力分布，V∞=12m/s，α=10° .......................................42 图 4.9 各迎角下 Y=700mm 处机翼压力分布曲线 ..................................................44 图 4.10 流场模拟中的微型飞行器半模和结构网格 ...............................................45

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目录（续）
3.2 机翼设计 3.3 机身设计 3.4 尾翼及其操纵面设计 3.5 推进系统的选择与设计 3.6 起落架设计 3.7 飞机初步设计实例第4章飞机操纵系统设计与分析 4.1 操纵系统的特性 4.2 现代高速飞机稳定性和操纵性的基本特点和操纵系统设计 4.3 飞机主动控制技术
目录（续）
课程特点
①综合性飞机总体设计涉及多学科领域、是一门综合性学科，它不同于飞行力学、结构力学、发动机原理、飞行控制等一些分析性学科，它须综合应用各门有关的分析学科的知识与各项先进的航空科学技术。 ②创造性飞机总体设计还是一门创造性学科，它的目的是研究和创造出新的、过去从未实现过的目标、过程或系统。 ③实践性飞机总体设计又是一项实践性很强的学科，不仅要培养学生的定性分析能力，还要培养学生的定量计算分析能力，为配合学生学习掌握飞机总体设计的知识和方法，我们还编写了一套飞机总体设计软件及详细的使用手册。学生利用这一软件，可以实现飞机总体设计的各个环节和全部过程，对飞机总体设计方案进行权衡，改变设计参数，提高飞机性能。

全书由李为吉、王正平统稿。
目录
第1章绪言第2章飞机初始总体参数与方案设计 2.1方案设计的任务和过程 2.2 重量估算 2.3 飞机升阻特性估算 2.4 确定推重比和翼载 2.5 总体布局形式的选择（方案设计） 2.6 飞机气动布局的选择 2.7 隐身性能对飞机气动布局的影响第3章飞机总体参数详细设计（部件设计） 3.1 设计的任务和步骤
《现代飞机总体综合设计》
主编李为吉编者李为吉王和平王正平艾剑良杨华保
前言

本书是航空高等院校飞行器设计专业本科生的必修课教材，重点讲述了飞机总体设计的基本
原理和方法。强调飞机总体设计的综合协调、
折衷权衡、反复迭代等特点，通过几个循环，由简到繁完成飞机的总体设计，锻炼增强学生的综合分析和决策问题的能力。
4.4 电传操纵系统 4.5 综合飞行控制系统第5章飞机费用与效能分析 5.1 飞机寿命周期费用的概念和分析方法 5.2 研究发展试验与鉴定费用和生产费用分析——兰德 DAPCA IV 模型 5.3 使用保障费用 5.4 飞机作战效能分析 5.5 多任务攻击机概念综合设计的基本原理第6章飞机总体参数优化 6.1 飞机总体参数的多学科设计优化 6.2 面向系统设计的方法
飞行器总体设计
主讲教师：王和平教授/博导 138 918 74847 西北工业大学航空学院 wangheping@
飞行器总体设计教材
国防科工委‘十五’ 规划教材
《飞机总体设计》
主编李为吉编者李为吉王正平艾剑良杨华保
飞行器总体设计教材
普通高等教育‘九五’ 国家级重点教材
本书是国防科工委‘十五’重点教材。在普通高等教育‘九五’国家级重点教材“现代飞机总体综合设计”一书基础上，经过几年教学实践，做了修改补充。保持并加强理论严谨、系统性强的特点，力图接近工程实际，对从事飞机设计的工程技术人员有参考价值，并便于读者自学。本书由西北工业大学航空学院李为吉、王正平、艾剑良、杨华保编写。
前言（续）
பைடு நூலகம்
本书吸收了国外一些成功的飞机设计经验数据、计算公式，对学生掌握飞机总体设计方法很有帮助。尽管与实际应用于工业界的方法相比，本书列出的设计与分析技术是简化了的，但课程内容安排符合学生认识规律。通过这门课的学习，使读者在定性分析能力、定量估算能力、综合运用能力等方面得到锻炼提高。