空间飞行器设计-第9讲资料
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箭体结构是运载火箭的重要组成部分,其主-要功用是装置各分系统(如有效载荷、控制系统、-动力系统和测量系统等,并按要求其连接成结-构紧凑、外形理想的整体。
主要功用有:提供可-靠的工作环境;承受操作和飞行中的外力;维持-良好的气动外形;持火箭完整性。
-8.1箭体结构的组成和功用-有效载荷整流罩、推进剂贮箱!-输送系统元件、仪器舱、级间段、发动机架和-段等,有些大型火箭还有尾翼Saturn5-W-三-USARNY-:812:6转接锥-二、三子级级问段-有效载荷整流罩-仪器枪-二子级箱间段-一、二子级级间段-三子级液氢箱-三子级液氧箱-三子级动机-二子级氧化剂箱-二子级燃料箱-二子级气动机-级间杆系-一子级氧化剂箱-一子级后过菠段-一尾翼-图8一1典型运载箭外形及总体布局-3有效载荷整流罩-整流罩是有效载荷或末级火箭的包封部件-在大气层飞行段对其起保护作用。
一般为锥一柱、-锥一柱一锥硬壳式-推进器贮箱-为贮存推进剂的容器,是火箭的承力结构-占火箭体积的大部分。
-按形状分:圆柱、锥柱、截锥、球、环、扁豆形-按受力形式分:受力式、非受力(悬挂)式-按贮箱相互关系分:独立式、共底式。
-按结构特点分:硬壳式、半硬壳式和网格式8.2箭体的结构方案与结构型式-8.2.1推进剂贮箱结构-按受力形式分为:-承力式储箱-贮箱壁就是火箭的壳体,受-内和各种飞行载荷-非承力式储箱-贮箱壁是贮箱外壳,主要-受内压载荷早期火箭如V-2,采用非承力式贮箱-从20世纪50年代始,液体火箭广泛采用承力-载式贮箱。
这是因为火箭壳体上的主要载荷-轴压,可由贮箱内的增压压力全部或绝大-部分地抵消。
承力式贮箱兼有贮箱壁和火箭外壳-功能,结构质量减轻、火箭空间利率提高-现代火箭设计中可综合使用,如火箭的一子-级采用多管发动机,可将一种推进剂贮箱设计为-承力式,传递推力并作为另种推进剂贮箱吊挂-的支柱。
贮箱的布局-串连布局:两个贮箱沿箭轴方向纵向排列。
飞行器总体设计课程导引1. 课程介绍●本课程是飞行器设计专业学生的专业必修课,主要讲述飞机总体设计的基本原理和方法。
●系统工程的方法是其处理问题的理论基础,而大量的技术科学如空气动力学、飞行力学、结构分析与设计、材料工程、工程热力学、航空电子学、控制学等又构成其解决具体问题的技术基础。
飞行器总体设计的目的就是要将各个分系统(它涉及各个技术学科)为实现系统的最佳功能而进行恰当的综合。
●体现工程设计的特点:为一定目的进行设计;为最好的实现设计目的,需对各个分系统所涉及的技术问题进行全面的(技术的、经济的)分析、探索,并在此基础上进行最佳的综合折中。
●工程设计:是指设计人员应用自然规律,通过分析、综合和创造思维将设计要求(系统要求)转化为一组能完整描述系统的参数(文档或图纸)的活动过程。
2. 教学内容●飞机设计阶段的划分和飞机设计的依据●飞机构形和发动机的选择●飞机主要参数的确定●各部件外形设计●飞机的总体布置●飞机方案评估分析●飞机设计新技术●飞机总体设计实例3. 教学目标●掌握飞机设计的一般过程和方法。
●融汇贯通先修专业基础课程的知识:飞机总体设计将综合应用空气动力学、飞行动力学、航空发动机原理、飞机结构力学、飞机制造工艺等课程学到的知识。
●提高综合分析、判断和决策能力:面对众多的设计方案中,经过综合分析,作出决策和选择。
●培养团队合作精神:每4~6个学生为一设计小组,分工协作,共同完成资料收集和某飞机总体方案的初步设计工作。
●培养制定计划、组织协调的能力:每个设计小组在14周内完成一个飞机总体设计的初步工作,必须制定计划,分工合理,协调每个学生的进度。
●提高书面和口头表达能力:在本课程结束时,每个设计小组必须提交设计报告,并面向全体同学汇报设计过程和设计方案。
4. 教材●李为吉主编,飞机总体设计,西北工业大学出版社,20055. 参考文献●李为吉主编,现代飞机总体综合设计,西北工业大学出版社,2001●Raymer D. P.,Aircraft Design:A Conceptual Approach,AIAA Education Series, 4th Edition, 2006. (第二版中英对照本:王和平编,现代飞机总体设计,西北工业大学讲义,1995)●顾诵芬等编,飞机总体设计,北京航空航天大学出版社,2001●余雄庆等编,飞机总体设计,航空工业出版社,2000●杨景佐等编,飞机总体设计,航空工业出版社,1991●(俄)叶格尔等著,杨景佐等译,飞机设计,航空工业出版社,1986●Roskam, J.,Airplane Design, Part 1- Part 8, Roskam Aviationand Engineering Corporation, Ottawa, Kansas,1985●Jenkinson, L. R, Simpkin, Paul., Rhodes, D., Civil JetAircraft Design, Arnold, London, 1999●Roger D. Schaufele, The Elements of Aircraft PreliminaryDesign, Aries Publications, California, 2000●Torenbeek, E, Synthesis of Subsonic Airplane Design, DelftUniversity Press, 1982●Taylor, J. W. R., Jane’s All the World Aircraft, Jane’sPublishing Company, London●方宝瑞等编,飞机气动布局设计,航空工业出版社,1997●武文康、张彬乾编,战斗机气动布局设计,西北工业大学出版社,2005●飞机设计手册第四册军用飞机总体设计,航空工业出版社,2005●飞机设计手册第五册民用飞机总体设计,航空工业出版社,2005●侯志兴等编,世界发动机手册,航空工业出版社,1986●“世界民用飞机综合数据”,国际航空,2001年第9期●“世界商用飞机发动机的主要技术数据”,国际航空,2001年第9期●“世界支线飞机综合数据”,国际航空,2001年第4期●“世界支线飞机发动机技术数据”,国际航空,2001年第4期●“世界公务机/通用航空飞机综合数据”,国际航空,2000年第10期6. 作业6.1 作业一:方案设计报告自选一种类型的飞机,参考原准机,自拟设计要求,完成总体方案设计工作。