91078-飞机总体设计-1. 第一讲-绪论-0303
- 格式:ppt
- 大小:10.92 MB
- 文档页数:66
总体设计⼀.绪论1.飞机研制的⼀般过程。
(1)论证阶段、(2) ⽅案阶段、(3) ⼯程研制阶段、(4) 设计定型阶段、(5) ⽣产定型阶段。
2.飞机设计要求的主要内容;(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。
3.飞机总体设计的特点。
飞机的⾼技术性和复杂性(1) 外形要求严格,⽓动特性良好(2) 重量轻(为减轻飞机的⼀克重量⽽奋⽃)(3) 可靠性、安全性、维修性、寿命等要求⾼(4) 多个专业技术和系统组成的复杂⼯程系统飞机总体设计⼯作的特点(1) 创造性与科学性;(2) 多解性;(3) 反复迭代,逐次(多轮)逼近;(4) 综合与协调。
⼆.空⽓动⼒学与飞⾏⼒学:1.标准⼤⽓;以海平⾯为标准:温度为15度,T=288.15k。
压⼒p=101325.2Pa,空⽓密度ρ=1.22505kg/m3,声速v=340.29m/s.2.⾼、低速空⽓动⼒学基础知识;3. 飞机的主要飞⾏性能;飞⾏速度指标:最⼤速度,巡航速度,失速速度飞⾏⾼度指标:巡航⾼度,升限续航指标:航程,作战半径,最⼤续航时间起飞着陆指标:起飞速度,起飞距离,着陆速度,着陆距离机动性能指标–改变飞⾏⾼度能⼒:爬升率–改变飞⾏速度能⼒:加速性能–改变飞⾏⽅向能⼒:转弯半径4.飞机的稳定性和操纵性。
三.飞机初始参数的确定:(确定飞机参数:原准统计法和统计分析法)1. 主要的飞机总体设计参数;(1) 飞机的正常起飞重量W 0或W TO (或正常起飞质量m 0);(2) 动⼒装置的海平⾯净推⼒T 0或P 0;(3) 机翼⾯积S 。
由这3个参数可以引出2个相对参数:起飞翼载荷W /S 和起飞推重⽐T /W起飞翼载荷起飞推重⽐2. 起飞重量的构成及估算;在最初阶段,可将起飞重量分为3部分:有效载荷重量、燃油重量和空机重量W p 为有效载荷(含乘员)重量,由设计要求给定;W f 为燃油重量,包括任务燃油(可⽤燃油)、备份燃油(安全余油)及死油三部分;W e 为空机重量,主要包括结构(机体、起落架、操纵系统等)重量、动⼒装置重S W S W p 00/==00/W T W T t ==e f p W W W W ++=0)(eq en st f p W W W W W ++++=量及设备重量三部分。
飞机总体设计(李为吉,2005)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 确定推重比和冀载2.5 总体布局形式的选择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3.2 机翼设计3.3 机身设计3.4 尾翼及其操纵面的设计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与操纵系统设计4.3 飞机主动控制技术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机总体设计(林振申,1982)第1章飞机设计要求1.1 飞机设计要求的拟定及内容1.2 飞机设计要求的论证1.3 飞机设计要求的变化与发展第2章飞机的性能与分析2.1 飞机的升力、阻力与推力2.2 飞机的性能及其分析第3章飞机型式3.1 飞机型式的含义3.2 不同的飞机型式3.3 飞机型式的分折3.4 飞机型式选择的原则第4章飞机主要参数的选定4.1 翼载荷和推重比4.2 参数与性能的关系4.3 飞机总重的确定第5章部位安排5.1 部位安排的主要内容5.2 部位安排的一般原则与方法5.3 载重装备及设备系统的安排5.4 构造受力型式的全机总体布置第6章重心定位6.1 重心定位的意义6.2 计算重心的方法6.3 重心调整飞机总体设计(西北工业大学讲义)第1章飞机设计要求1.1 飞机设计要求的拟定及内容1.2 飞机设计要求的论证1.3 飞机设计要求的变化与发展第2章飞机性能分析2.1 飞机的升阻特性2.2 飞机的推力特性2.3 飞机平飞速度2.4 飞机升限2.5 飞机的航程2.6 盘旋性能2.7 爬升与加速2.8 起飞性能2.9 着陆性能第3章飞机型式3.1 飞机型式的含义3.2 不同的飞机型式3.3 飞机型式的分析3.4 飞机型式选择的原则第4章飞机主要参数的选定4.1 翼载荷和推重比4.2 参数与性能的关系4.3 飞机总重的确定第5章部位安排5.1 部位安排的主要内容5.2 部位安排的一般原则与方法5.3 载重装备及设备系统的安排5.4 构造受力型式的全机总体布置第6章重心定位6.1 重心定位的意义6.2 计算重心的方法6.3 重心调整飞机总体设计(顾诵芬,2001)第1章绪论1.1 飞机的高技术和复杂性1.2 研制飞机的五个阶段1.3 飞机设计的特点1.4 飞机的设计要求1.5 一个特例第2章飞机总体设计的第一次近似2.1 概述2.2 飞机主要总体参数的选择2.3 初步重量估计2.4 确定飞机的推重比和发动机的选择2.5 飞机的气动特性和翼载2.6 小结第3章飞机的气动布局3.1 翼型选择3.2 机翼外形设计3.3 翼身组合体3.4 变后掠机翼3.5 机翼的增升装置3.6 副翼及横侧操纵面3.7 减速板的气动设计3.8 保证俯仰安定性和操纵性的气动力布局3.9 保证横侧安定性和操纵性的气动力布局3.10 外挂物布局3.11 飞机气动布局形式3.12 隐身对气动布局设计的影响第4章飞机的强度设计4.1 飞机的强度设计情况4.2 飞机的载荷4.3 气动弹性设计4.4 防气动加热的设计4.5 飞机结构强度设计思想第5章飞机结构布局设计5.1 飞机结构布局设计的基本原则和要求5.2 飞机结构布局设计5.3 飞机结构总体布局设计5.4 部件结构布局设计5.5 全机承力系统综合检查5.6 结构选材要点第6章机舱及装载布置6.1 驾驶舱布置6.2 客舱布置6.3 货舱布置6.4 武器装载布置第7章动力装置及燃油系统7.1 动力装置概述7.2 进排气系统设计7.3 动力装置安装7.4 燃油系统第8章起落装置及机电系统8.1 起落装置设计8.2 水上飞机船体及浮筒设计8.3 飞行操纵和控制系统设计8.4 液压系统设计8.5 飞机供电系统设计8.6 环控与救生第9章航电系统设计9.1 通信、导航、识别系统设计9.2 火力控制系统9.3 飞机总体设计阶段电子战系统的设计9.4 航空电子系统在飞机上的综合第10章重量特性估算和控制10.1 飞机重量分类10.2 重量估算10.3 重心位置及惯矩估算10.4 重量控制的主要措施第11章飞机的总体布置11.1 飞机内部的总体布置11.2 飞机的外形设计11.3 各系统布置中的协调11.4 飞机驾驶舱布置11.5 飞机重量和重心位置校核11.6 飞机总体布置图和三面图的绘制要求第12章飞机性能分析12.1 概述12.2 飞机的极曲线和升力特性12.3 发动机推力和耗油特性12.4 飞机推力/阻力计算系统12.5 飞机性能及飞行包线计算12.6 机动性能计算12.7 续航性能计算12.8 起飞、着陆性能计算12.9 军用飞机作战有效性分析第13章飞机的安定性和操纵性设计13.1 概述13.2 纵向安定性和操纵性设计13.4 关于人工增稳系统13.5 小结第14章飞机总体参数的最终确定14.1 概述14.2 飞机主要总体设计参数与主要设计战术技术指标的关系14.3 飞机主要总体设计参数的优化航空发动机设计(美国.马丁利,侯志兴.译,1992)第一篇发动机循环设计第1章设计过程1.1 引言1.2 设计是各种各样的1.3 需求1.4 我们的途径1.5 道路已铺平1.6 设计过程图1.7 计量碧位1.8 标准大气条件1.9 可压缩流函数1.10 展望1.11 招标书举例1.12 仟务术语第2章飞机/发动机系统的约束条件分析2.1 概念2.2 设计手段2.3 约束条件分析的初步估算2.4 约束条件分析举例第3章任务分析3.1 概念3.2 设计手段3.3 飞机重量和燃油消耗数据3.4 示范性任务分析第4章发动机选择:设计点循环分析4.1 概念4.2 设计手段4.3 寻找有希望的解4.4 设计点循环设计分析举例第5章发动机选择:非设计点循环分析5.1 概念5.2 设计手段5.3 部件特性5.4 示范性发动机的选择:非设计点循环分析第6章确定发动机尺寸:安装性能6.1 概念6.2 设计手段6.3 发动机尺寸确定的举例6.4 AAF发动机性能第二篇发动机部件设计第7章发动机部件设计:总体参数及界面参数7.1 概念7.2 设计手段7.3 发动机系统的设计7.4 举例发动机的总体和界面参数第8章发动机部件设计:旋转叶轮机械8.1 概念8.2 设计手段8.3 发动机部件设计举例:旋转叶轮机械第9章发动机部件设计:燃烧系统9.1 概念9.2 设计手段——主燃烧室9.3设计手段——加力燃烧室9.4 发动机部件设计举例:燃烧系统第10章发动机部件设计:进气道和尾喷管10.1 概念10.2 进气道10.3 尾喷管10.4 发动机部件设计举例:进气道和尾喷管飞机推进系统技术与设计(美国G.C.Oates,陈大光译)第1章飞机推进系统设计与发展1.1 引言1.2 发动机设计目标1.3 热力学参数对发动机性能的影响1.4 推力的产生1.5 燃气涡轮推进发动机的非设计状态性能1.6 可用能量的损失1.7 气动部件间的相互关系1.8 与其它专业间的相互影响1.9 先进的流动计算1.10 典型发动机的发展过程第2章涡轮推进燃烧技术2.1 引言2.2 燃烧室系统描述和定义2.3 部件考虑2.4 设计方法2.5 未来的技术要求2.6 结论第3章发动机和机体性能匹配3.1 引言3.2 飞行任务分析3.3 发动机/飞机匹配的优化3.4 敏感性和影响系数3.5 燃气涡轮发动机的计算机模拟第4章进气道和进气道/发动机一体化设计4.1 引言4.2 一个成功的进气道/发动机一体化设计计划的要素4.3 亚声速进气道/发动机工作要求的确定4.4 超声速进气道/发动机工作要求的确定4.5 发动机对进气道设计的影响4.6 进气道对发动机设计的影响4.7 进气道/发功机系统的有效性第5章可调收敛—扩张尾喷管的空气动力学5.1 引言5.2 喷管5.3 性能预估5.4 起动载荷估算第6章发动机工作适用性6.1 引言6.2 定义.6.3 稳定性评定6.4 气动界面6.5 总压畸变6.6 总温畸变6.7 平面波6.8 可恢复性6.9 分析技术6.10 小结第7章气动弹性力学和非定常空气动力学7.1 引言7.2 叶轮机颤振的回顾7.3 叶轮机颤振状态的简单概述7.4 飞机机翼颤振的基本考虑7.5 叶轮机颤振和机翼颤振间的基本差异7.6 孤立翼型的非定常空气动力学基本原理7.7 叶栅叶型的非定常空气动力学理沦7.8 动态失速—经验与实验7.9 叶片一盘一叶冠耦合稳定性理论飞机推进系统总体设计(陶增元,2002)第一篇推进系统总体设计第1章推进系统的研究与发展1.1 国外推进系统的研究与发展概况1.2 我国推进系统的研究与发展概况第2章推进系统的战术技术要求2.1 涡喷、涡扇发动机的主要作战使用性能要求2.2 涡喷、涡扇发动机的战术技术指标2.3 现代战斗机推进系统战术技术指标分析第3章飞机/发动机系统的飞行任务和约束条件分析3.1 引言3.2 飞行任务分析3.3 约束条件分析第4章推进系统总体方案设计4.1 概述4.2 发动机设计点的循环分析4.3发动机非设计点的循环分析4.4 进气道的内外流特性4.5 喷管的内外流特性4.6 发动机尺寸、重量的确定4.7 推进系统性能的确定第5章飞机/发动机系统性能匹配的应用5.1 空战战斗机设计任务书5.2 飞机气动性能估算模型5.3 推进系统性能估算模型5.4 约束条件分析5.5 任务分析5.6 发动机设计点循环分析5.7 发动机非设计性能分析5.8 确定发动机安装损失、空气流量和尺寸5.9 检查发动机和空战战斗机的性能匹配第6章推进系统的发展前景6.1 飞机/推进系统一体化设计的进展6.2 综合高性能涡轮发动机技术计划6.3 先进战斗机发动机的发展综述6.4 军用涡扇发动机研制观点的转变6.5 航空燃气涡轮发动机设计方法的革命第二篇推进系统计算机辅助总体设计及方案论证第7章推进系统特性的计算机仿真7.1 发动机飞行特性的计算机仿真7.2 推进系统安装特性的计算机仿真7.3 发动机尺寸、重量的估算第8章发动机寿命周期费用估8.1 发动机寿命周期费用的构成8.2 发动机寿命周期费用估算模型8.3 发动机寿命周期费用的计算机仿真第9章飞机性能的计算机仿真.9.1 飞机性能计算需要的基本数据9.2 飞机飞行性能计算及仿真9.3 飞机任务性能的计算机仿真第10章飞机/发动机一体化最优化10.1 飞机改型时发动机设计方案的辅助论证10.2 飞机确定时发动机设计参数的最优化10.3飞机/发动机一体化总体设计飞机/推进系统总体设计(侯洛元,1994)第一篇飞机总体设计第1章新机研制程序1.1 新机研制程序概况1.2 新机论证工作1.3 总体设计方案阶段的主要工作内容和特点第2章作战飞机的战术技术要求分析2.1 制定战术技术要求的主要依据2.2 作战飞机战术技术要求的基本内容2.3 战术技术要求的内在联系2.4 战术技术要求的论证和试验第3章作战飞机效能评估3.1 概述3.2 飞机作战能力评估方法的分类3.3 参数计算法评估3.4 概率分析法评估3.5 层次分析法评估第4章飞机主要参数的选择4.1 飞机型式的选择4.2 飞机主要设计参数与飞行性能的关系4.3 飞机主要参数的选择方法4.4 部件外形参数的选择4.5 飞机全机质量的估算第5章飞机的总体布置5.1 飞机几何外形的布局与三面草图的绘制5.2 飞机内部装载的布置5.3 飞机主要承力结构的布置5.4 飞机质量中心的计算和定位5.5 构型设计的特殊考虑第6章飞机总体设计举例6.1 飞机的战术技术要求举例6.2 研制方案举例—歼××飞机设计总方案6.3 先进战术战斗机(A TF)等第四代超音速战斗机的战术技术要求特征第二篇推进系统总体设计第7章推进系统的研究与发展7.1 国外推进系统的研究与发展概况7.2 国内推进系统的研究与发展概况第8章推进系统的战术技术要求8.1 涡喷、涡扇发动机的主要作战使用要求8.2 涡喷、涡扇发动机的战术技术要求8.3 现代战斗机推进系统战术技术要求分析第9章飞机/发动机系统的飞行任务和约束条件分析9.1 引言9.2 飞行任务分析9.3约束条件分析第10章推进系统总体方案设计10.1 概述10.2发动机设计点循环分析10.3发动机非设计点循环分析10.4进气道的内外流特性10.5喷管的内外流特性10.6 发动机尺寸、重量的确定10.7 推进系统性能的确定第11章飞机/发动机系统性能匹配的应用11.1 空战战斗机设计任务书11.2 飞机气动性能估算模型11.3 推进系统性能估算模型11.4 约束条件分析11.5 任务分析11.6 发动机设计点循环分析11.7 发动机非设计性能分析11.8 确定发动机安装损失、空气流量和尺寸11.9 检查发动机和空战战斗机的性能匹配第12章推进系统的发展前景12.1 飞机/推进系统一体化设计的进展12.2 综合高性能涡轮发动机技术计划12.3 先进战斗机发动机的发展综述12.4 军用涡扇发动机研制观点的转变第三篇可靠性、维修性、保障性设计第13章可靠性、维修性、保障性要求13.1 可靠性要求13.2 基本可靠性模型与任务可靠性模型13.3 维修性要求13.4 保障性要求第14章可靠性设计14.1 可靠性的预计和分配14.2 失效分析14.3 可靠性增长14.4 可靠性设计评审和验证第15章维修性设计15.1 维修性模型15.2 维修性的分配和预计15.3 维修性设计过程15.4 维修性验证和评估第16章保障性设计16.1 保障性模型16.2 保障性设计的工程实践16.3 保障性分析(LSA)16.4 F-16的保障性设计第四篇寿命周期费用分析与权衡分析第17章寿命周期费用(LCC)概述17.1 寿命周期费用(LCC)的提出17.2 寿命周期费用的基本概念17.3 LCC分析的基本概念17.4 采办战略与LCC17.5 LCC的预计和验证17.6 影响LCC的主要因素第18章LCC估算模型18.1 LCC估算方法评价18.2 参数模型的基本结构18.3 说明性变量的选取18.4 生产费估算模型的基本结构18.5 可靠性费用模型的结构18.6 国产飞机研制费估算的参数模型第19章权衡分析19.1 概述19.2 效费比19.3 效费综合权衡分析19.4 费用要素的权衡19.5 复杂系统的可靠性与维修性权衡19.6 可靠性、维修性与可用性的权衡第五篇计算机辅助总体设计第20章飞机和发动机的几何参数及重量计算20.1 飞机几何参数的计算20.2 飞机重量估算20.3 发动机尺寸和重量的估算第21章飞机升阻特性估算21.1 飞机升力特性21.2 飞机的极曲线估算第22章推进系统性能估算22.1 发动机飞行特性的估算22.2 推进系统安装特性估算第23章飞机的飞行性能估算23.1 飞机飞行性能计算数学模型23.2 飞行任务性能计算数学模型23.3 计算过程的几个具体问题第24章飞机/发动机寿命周期费用估算24.1 寿命周期费用的构成24.2 估算模型的结构及建模方法24.3 飞机寿命周期费用的主要估算模型24.4 发动机寿命周期费用的主要估算模型第25章飞机/发动机一体化最优设计25.1 飞行任务剖面的确定25.2 飞机、发动机最优化设计参数的选取及取值范围的确定25.3 正交LATIN方试验25.4 每个设计方案的飞行性能和寿命周期费用估算25.5 飞行性能、飞机/发动机寿命周期费用与设计参数的关系25.6 最优化目标函数的构造及求解25.7 最优化计算结果。
飞机总体设计任务二设计报告组号:第三组组内成员:2014年1月18日摘要本小组在此文中对民用客机的需求与发展作了简要介绍,并通过统计分析与计算完成了任务所要求的设计内容。
主要计算分析步骤包括:起飞重量的计算,起飞推重比,翼载荷的计算,翼型的选择,外形几何参数的计算与选择,机身及舱室设计,飞机动力系统及燃油系统的选择与计算,重量分析与重心计算,以及主要性能参数估算,飞机操稳性的分析和和飞行总体性能参数的分析计算等。
关键字:客机,宽体飞机,概念设计AbstractIn this paper our team describe the requirement and the development of civil aircraft and complete the conceptual design, assigned byprof,through numerous analyses and computation.The main stepsof analyses and calculation include the calculation of takeoff gross weight, the calculation of takeoff thrust weight ratio and wing load, the selection of airfoil’s type, the choice of components geometry parameters, the design of fuselage and cabin, the selection and calculation of propulsion&fuel system, the estimation of weight and the check of gravity center, we also analyze the main performance parameters, stability controlqualities and flight performance. At last, we check about overall performance of the flight.Keyword: Airliner, Wide-body aircraft, Conceptual design目录飞机总体设计 (1)任务二设计报告 (1)摘要 (1)Abstract (2)第一章方案设计 (5)1.设计背景 (5)2.设计理念 (6)3.设计要求 (7)第二章方案构思与设计草图 (8)第三章主要总体设计参数 (9)1.估计升阻比 (9)2.起飞重量W0的一阶近似 (9)3.推重比T/W的选取 (10)4.翼载W/S的选取 (10)5.机翼外形参数设计 (11)6.尾翼外形参数设计 (13)7.机身及舱室设计 (14)7.1几何参数估计 (14)7.2客舱设计与布置 (16)8.动力系统选择 (19)8.1发动机类型与选择 (19)8.2发动机布置 (22)8.3进排气系统设计 (22)9燃油系统设计 (23)9.1油箱类型选择 (23)9.2油箱的容积 (24)9.3油箱的安全与防火 (24)10.起落架布置 (25)11.飞机三面图 (26)12.三维建模 (28)13.重量分析 (29)14.配平及稳定性分析 (33)15.主要设计参数汇总 (33)第四章主要性能参数估算 (35)1.升力系数计算 (35)1.1机翼 (35)1.2机身 (36)1.3平尾 (36)1.4全机的升力系数计算 (37)2.阻力系数计算 (38)2.1机翼 (38)2.2机身 (39)2.3全机的阻力系数计算 (39)2.4极曲线 (39)3.全机焦点和重心后限位置计算 (40)4.飞行性能估算 (41)参考文献 (42)小组成员分工 (43)结束语 (44)致谢 (47)附录1:小组成员设计需求分析一览表 (48)附录2:国内在飞的大型客机基本介绍 (49)第一章方案设计1.设计背景随着航空科学技术的发展以及社会的进步,地面交通已很难满足人们出行的需要,自飞机诞生以来,由于飞机的快速性、舒适性等优点,航空运输已成为蓬勃发展的支柱型产业。