公务机重量估算

飞机总体设计课程-国内使用的喷气式公务机设计

国内使用的喷气式公务机设计班级：0111107学号：011110728姓名：于茂林一、公务机设计要求类型国内使用的喷气式公务机。

有效载重旅客6－12名，行李20kg/人。

飞行性能：巡航速度：0.6 - 0.8 M最大航程：3500－4500km起飞场长：小于1400－1600m着陆场长：小于1200－1500m进场速度：小于230km/h据世界知名的公务机杂志B&CA发布的《2011 Purchase Planning Handbook》，可以将公务机按照价格、航程、客舱容积等数据分为超轻型、轻型、中型、大型、超大型。

根据设计要求，可以确定我们设计的公务机属于轻型公务机：价格在700-1800万美元、航程在3148-5741公里、客舱容积在8.5-19.8立方米的公务机。

与其他公务机相比，轻型公务机主要靠较低的价格、低廉的运营成本、在较短航程内的高效率来取得竞争优势。

由此，从中选出一些较主流机型作为参考二、确定飞机总体布局1、参考机型庞巴迪航空：里尔45xr、里尔60xr巴西航空：飞鸿300、塞斯纳航空：奖状cj3机型座位数巡航速度M起飞场长m着陆场长m航程km最大起飞重量kg里尔45XR 9 0.79 1536 811 3647 9752 里尔60XR 9 0.79 1661 1042 4454 10659 飞鸿300 9 0.77 1100 890 3346 8207 奖状CJ3 9 0.72 969 741 3121 63002、可能的方案选择：正常式前三点起落架T型平尾/ 高置平尾+ 单垂尾尾吊双发涡轮喷气发动机/ 翼吊双发喷气发动机/ 尾吊双发喷气发动机小后掠角梯形翼+下单翼/ 小后掠角T型翼+中单翼/ 直机翼+上单翼3、最终定型及改进1）正常式、T型平尾、单垂尾①避免机翼下洗气流和螺旋浆滑流的影响：1、减小尾翼振动；2、减小尾翼结构疲劳；3、避免发动机功率突然增加或减小引起的驾驶杆力变化②“失速”警告（安全因素）③外形美观（市场因素）④由于飞机较小，平尾不需要太大，对垂尾的结构重量影响不大2）小后掠角梯形翼（带翼梢小翼）、下单翼①本次公务机设计续航速度0.6-0.8M，处于跨音速范围，故采用小展弦比后掠翼，后掠角大约30左右，能有效地提高临界M数，延缓激波的产生，避免过早出现波阻。

豪客

豪客4000技术数据性能资料下载图片下载技术数据性能比奇首相1号性能资料下载图片下载技术数据性能技术数据性能资料下载图片下载技术数据性能比奇空中国王旗舰机型，新一代空中国王350，凭借最大的多样性和能力，成为了当之无愧的“无所不往，无所不能”的飞机。

空中国王350是一款“满载而发”的飞机：双套中央俱乐部式豪华客舱可以坐满8名乘客；加温加压、飞行中可存取的行李区是同级别机型中最大的；油箱可携带足够飞行近1,500法定英里(约2400公里)的燃油；然后，带上一切工作或休闲需要的物品，出发吧！普惠加拿大公司的发动机、福勒襟翼和皮实的双轮胎主起落架，赋予了空中国王350出色的短距起降性能，使它可以在短至3300英尺的跑道上以最大重量起降。

但是，这并不是空中国王350的全部。

卓越的性能、豪华的客舱和先进的技术，使空中国王350成为愉悦的空中旅行的最完美的代名词。

当你坐进左驾驶座，在你面前的是如同公务机一般的控制面板。

从这个意义上来说，就如同坐在高端公务喷气机或支线客机的驾驶舱里。

考虑到空中国王350采用了先进的柯林斯Pro Line21集成航电包，上述感受就不足为奇了。

你需要的主要飞行信息、测绘导航、天气、地形感知及告警(TAWS)、提高的近地告警系统(EGPWS)、甚至是减少的最小垂直间隔距离(RVSM)等信息全都以提高态势感知并减少工作负荷的形式提供。

如此简易的操作，就是为什么众多比奇空中国王的拥有者同时也是空中国王的飞行员的原因。

从你踏入客舱那一刻起，你就会明白为什么它被称为所有涡桨飞机中的“国王”。

客舱堪称舒适性、便利性和艺术性的杰作。

按比奇传奇的方椭圆客舱截面设计，比奇空中国王350的内部空间令人难以置信的宽敞。

加上众多标准和选装设备，包括可收小桌板、内嵌式餐台、后部盥洗室、客舱可达的行李区和柔软的真皮座椅，你可以将其个性化地装饰成一个工作、思考或休息的理想场所。

只因为商务旅行是必需的，不意味着它不能成为惬意的舒适享受。

航空货物的重量与体积计算方法

航空货物的重量与体积计算方法在航空运输行业中，准确计算货物的重量和体积非常重要，这有助于航空公司进行有效的货物管理和优化运输方案。

本文将介绍航空货物重量与体积的计算方法，以帮助读者更好地理解和应用这些计算方法。

一、航空货物重量的计算方法在航空货物运输中，货物重量的准确计算是对于飞机载重能力的合理分配起着至关重要的作用。

以下是常见的航空货物重量计算方法：1. 单件货物重量的计算单件货物的重量计算方法通常是通过称重来实现的。

在货物装载前，使用专业的称重设备将货物进行准确称重。

如果无法将货物直接称重，可以使用其他方式，如结合货物的数量和已知单件货物的平均重量来估算。

无论哪种方法，都需要在计算时考虑到包装、木质托盘等附加重量。

2. 多件货物重量的计算对于多件货物，一般需要将每件货物的重量相加来计算总重量。

此时需要确定每个单件货物的重量，并结合实际数量进行相加运算。

3. 批量货物重量的计算对于密封的货物批量，可以通过直接称重包装后的整个货物批来计算批次的总重量。

二、航空货物体积的计算方法除了重量，货物的体积对于航空公司的运输规划也是至关重要的。

以下是常见的航空货物体积计算方法：1. 立方体体积计算对于形状为长方体或立方体的货物，可以通过测量货物的长、宽和高来计算出体积。

将这三个值相乘即可得到货物的立方体体积。

2. 非规则形状体积计算对于非规则形状的货物，可以使用体积测量器或近似测量方式来计算体积。

体积测量器可以自动识别非规则形状并计算出准确的体积值，而近似测量方式则通过将货物拆分成几个规则形状的部分，分别计算它们的体积，然后相加来计算总体积。

3. 堆叠体积计算对于可以堆叠的货物，可以通过测量每个单件货物的长度、宽度和高度，并结合实际堆叠的层数来计算总体积。

注意，在计算过程中要考虑到货物之间的缝隙和空隙。

三、航空货物重量与体积计算的应用航空货物重量与体积计算方法的准确应用可以帮助航空公司做出更合理的运输决策，包括飞机装载的最大重量限制、货物配载的合理性、货物运输成本控制等。

飞机商载重量—航程性能估算方法的研究

中国民航飞行学院学报
ｌ８
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌＡｖｉａｔｉｏｎＦｌｉｇｈｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ
Ｊｕｉｙ２０１６ＶＯ１．２７ＮＯ．４
飞机商载重量一航程性能估算方法的研究
向小军高升
（中国民航飞行学院飞行技术学院四川广汉６１８３０７）
摘要：本文主要目的是研究估算飞机商载重量一航程性能的方法。文中简述了估算飞机商载重量一一航程所需要的基本原始数据，重点阐述了如何用重量分解法估算飞机商载重量一一航程性能的过程，并给出了计算的结果及结论。
关键词：大中型运输机喷气式发动机航程能力评估
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰａｙｌｏａｄＷｅｉｇｈｔ——ＦｌｉｇｈｔＲａｎｇｅＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＸｉａｎｇＸｉａｏＪｕｎＧａｏＳｈｅｎｇ
飞机实用飞行力学一书，通过对飞机力学的分
析，得出了飞机商载与航程的关系，该书还介绍了
波音公司的商载航程图的得出与使用方法ｌ４】。在阅
读参考相关文献的基础上，本文对飞机商载一航
程图的制作方法进行了讨论研究。
ｆｏｒｍａｎｃｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｏｕｔｌｉｎｅｓｔｈｅｂａｓｉｃｒａｗｄａｔａｎｅｅｄｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｐａｙｌｏａｄｗｅｉｇｈｔ— ｆｌｉｇｈｔｒａｎｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｉｔｈｔｈｅｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｏｗｔｏｕｓｅｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔｐａｙｌｏａｄ— ｆｌｉｇｈｔｒａｎｇｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｔａｌｓｏｇｉｖｅｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｃａｌ— ｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ．

起飞重量估算方法

起飞重量估算方法
飞机的起飞重量是飞行员在进行飞行计划时必须准确估算的重要参数。

起飞重量估算方法是飞行计划中一个重要的步骤，它涉及到飞机的载重量、燃油量、乘客和货物的重量等诸多因素。

一个准确的起飞重量估算是保障飞行安全的基础。

首先，起飞重量的估算需要考虑飞机的空机重量。

空机重量是指飞机本身的重量，包括机身、发动机、座椅等。

飞行员需要准确了解飞机的空机重量，以便在计算起飞重量时进行准确的扣除。

其次，燃油量也是起飞重量估算中一个重要的因素。

燃油是飞机飞行的动力来源，也是飞机起飞重量中一个重要的组成部分。

飞行员需要根据飞行计划的距离和航程，准确估算飞机需要携带的燃油量。

此外，乘客和货物的重量也需要被考虑在起飞重量的估算中。

飞行员需要根据乘客和货物的数量和重量，对飞机的起飞重量进行合理的增加。

在实际的操作中，飞行员可以利用飞机的重量和平衡手册，进行准确的起飞重量估算。

飞机的重量和平衡手册会提供飞机的各项重量数据和相关的计算方法，帮助飞行员进行准确的起飞重量估算。

此外，一些现代化的飞机还配备了电子计算系统，可以帮助飞行员进行起飞重量的快速估算。

这些电子计算系统会根据飞机的载重量、燃油量、乘客和货物的重量等因素，自动计算出起飞重量，并提供给飞行员参考。

在实际飞行中，准确的起飞重量估算对保障飞行安全至关重要。

飞行员需要充分了解飞机的相关数据和计算方法，利用飞机的重量和平衡手册或电子计算系统，进行准确的起飞重量估算，以确保飞机在起飞时能够达到合适的重量和平衡状态。

飞机重量估算研究.doc

飞机重量估算研究【摘要】在飞机概念设计阶段，因许多设计细节未确定，飞机分类重量采用理论分析与统计方法相结合的方法进行估算。

本文参考《飞机设计手册》等飞机设计资料，结合涡扇类飞机概念设计重量估算方法进行了分析与研究。

【关键词】飞机；重量；结构0 前言在飞机概念设计阶段，估算飞机的重量分为第一次近似计算和第二次近似计算。

一般在第一次近似计算中采用重量系数法估算飞机起飞重量，结合所设计飞机的用途和种类进行合理取值，得到飞机各组成部分重量和飞机起飞重量；在第二次近似计算中采用公式法（即计算法），即把第一次近似计算求出的飞机起飞重量作为初值，利用已有的统计公式预估飞机各组成部分重量。

本文结合B737-200飞机对涡扇类飞机重量估算方法进行了介绍，给出了估算误差及初步适用分析。

1 飞机重量估算1.1 飞机重量第一次近似计算飞机起飞重量=结构重量+动力系统重量+设备和操纵系统重量 +燃油重量+固定载重+专用载重。

即：W0=Wstr+Wen+Weq+WFuel+Wlod+Wprof（2-1）对（2-1）式中的各项除以W0，得：W0=■（2-2）其中：■■=■，■■=■，■■=■，■■=■根据文献[2]，对于B737-200飞机，W■=3040kg，W■=15780kg，■■=0.258，■■=0.090，■■=0.122，■■=0.171将以上数据代入（2-2）式，求得飞机起飞重量的第一次近似值为：W0=52390kg1.2 飞机重量第二次近似计算1.2.1 机翼重量文献[3]中共提供了六种民用飞机机翼重量估算方法，根据初步分析，概念设计阶段估算机翼重量，只能采用方法一和方法五。

根据方法一，机翼重量如下：W■=19.938WmTO0.389Sw0.843（1+cosΛw0.25）-1.017×A0.192■r-0.098（0.01νmD）0.232（1 +Klge）0.407（1+Krl）-1.159（2-3）式中：Ww―机翼重量；WmTO―最大起飞总重；Sw―机翼理论面积；Λw0.25―机翼1/4弦线后掠角；A―展弦比；■r―机翼根部相对厚度；νmD―最大许可俯冲速度；Klge―起落架和发动机影响系数：对于B737-200飞机 Klge=0.6；Krl―卸载系数：Krl=∑（W■■）/（0.3WmTO）式中：Wep―发动机及其挂架等组件重量；a―发动机及其挂架等组件距飞机中心线的距离； b―机翼展长。

飞机主要参数的确定

机型单发螺旋浆双发螺旋浆战斗机喷气运输机喷气公务机
CL,max 1.3 - 1.9 1.2 - 1.8 1.2 - 1.8 1.2 - 1.8 1.4 – 1.8
CL,max,TO 1.3 - 1.9 1.2 - 2.0 1.4 - 2.0 1.6 – 2.2 1.6 – 2.2
CL,max,L 1.6 - 2.3 1.6 - 2.5 1.6 - 2.6 1.8 – 2.8 1.6 – 2.6
注：CL,max,TO和CL,max,L与襟翼的类型有关， CL,max,TO（或CL,max,L）越大，襟翼越复杂
15
航空宇航学院
• 标准大气的参数
参数：大气压，温度，密度
H=0时： P0 = 101.325（ Kpa）, T0 = 15oC, ρ0 = 1.225 kg/m3
H < 11000 (m):
Aircraft Type
T/W
Twin
0.3
Tri-jet
0.25
4-Engine
0.2
Twin Exec. Jet
0.4
SST
0.4
22
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对比分析法
1. 求出在飞行过程中的相对燃油消耗量 m油
L = 1020 KM 巡 ⋅ m油 Ce平均 1 − m油
（km）
其中：L和M巡航由设计要求给定，K和Ce平均由统计数据得出。
• 最大升限
对于喷气式发动机： H < 11000（M）时
H max = 57.82 ⋅{1− 0.996[K maxξ (T /W )]−0.205}
（km）
H > 11000（M）时 H max = 57.82 ⋅{1− 0.965[Kmaxξ (T /W )]−0.174}

飞机重量和重心计算

nMAX — 最大过载系数;
对于轻型飞机（Wto 5670)：Kw = 4.90 10-3
对于运输飞机（Wto 5670)：Kw = 6.67 10-3
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机翼结构重量（续）
• 如机翼上有扰流板和减速板，增加2%； • 当机翼安装2台或4台发动机时，分别减少5%或 10%； • 如果起落架不安装在机翼，减少5%； • 采用富勒襟翼，增加2%。 • 讨论：
其中：S平 — 平尾面积（ft2)；
l平 — 平尾尾力臂（ft)； tr,平— 平尾根部最大厚度（ft)；
S垂 — 垂尾面积（ft2)；
l垂 — 垂尾尾力臂（ft)； b平 — 平尾展长（ft)；
tr,垂— 垂尾根部最大厚度（ft)；
b垂 — 垂尾展长（ft)；
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尾翼结构重量（续）
nMAX — 最大过载系数; 垂 — 垂尾展弦比； Sr — 方向舵面积（ft) ； Wto — 起飞重量（磅）； Zh — 定义见图： 1/4 — ¼弦线后掠角（度）；垂 — 垂尾梯形比； MH — 海平面最大马赫数； W平、 W垂的单位为磅 Zh = 0
• 基本公式以下公式为基本公式—只适于起落架可收，发动机不安装在机翼上的情况：
W机翼 K w bs
0.75
(1
bref bs
bs / t r 0.30 ) nmax ( ) WG WG / S
其中： bref = 1.905 bs为结构展长： bs b / cos 1/ 2 S — 机翼面积； WG — 零燃油重量； tr — 根弦最大厚度
部件、载重
Ⅰ 结构机翼机身平尾垂尾前起落架（收上）主起落架支柱 Ⅱ 动力装置中部的发动机两侧的发动机中部发动机短舱两侧发动机短舱燃油系统 Ⅲ 设备和操纵系统 Ⅳ 装备飞行员随机工程师服务员专用设备 Ⅴ 燃油第一组第二组第三组 Ⅵ载重乘员行李

GULFSTREAM公务机

公务机GULFSTREAM V-SP®由於提供了更大的可用客舱空间，增加了行李存放空间，改进了起飞性能，并增加了两个大型的椭圆舷窗，V-SP是由迄Array今建造的最好的飞机演变而来的。

该机的飞行速度和航程均得到进一提高，并装备有世界上技术最先进的驾驶室和PlaneViewTM .性能◆最大航程玛赫值0.80时为6,750海里/12,501公里玛赫值0.80时为6,000海里/11,112公里(8位乘客，4位机务员和NBAAIFR标准储备)◆Mmo(最大操作玛赫数)Mach0.885◆起飞距离(SL,ISA,MTOW)<6,000英尺/<1,829米◆著陆距离(SL,ISA,MLW)2,760英尺/841米◆初始巡航高度41,000英尺/12,497米◆最大巡航高度51,000英尺/15,545米重量◆最大起飞重量91,000磅/41,277公斤◆最大著陆重量75,300磅/34,156公斤◆最大零燃料重量54,500磅/24,721公斤◆基本飞行重量（包括4名机务人员）48,300磅/21,909公斤◆最大有效载重6,200磅/2,812公斤◆燃料满载有效重量1,800磅/816公斤◆最大燃料重量41,300磅/18,734公斤设计标准◆发动机(2)Rolls-RoyceBR710◆起飞推力14,750磅/65.6kN◆乘客：最大数目 19◆标准装备13-15内部◆客舱长度50英尺1英寸/15.3米◆客舱高度6英尺2英寸/1.88米◆客舱宽度7英4英寸/2.24米◆客舱容量1,669立方英尺/47.3立方米◆行李舱容量226立方英尺/6.4立方米外部◆长度96英尺5英寸/29.4米◆高度25英尺10英寸/7.9米◆翼幅93英尺6英寸/28.5米GULFSTREAM V®超远程Gulfstream V的直飞航程为6,500海里，公司和政府的旅行人员几乎Array可在世界所有主要商业中心之间直接飞行，从而使商用航空进入了新的时代。

飞机总体设计参数估算（精）

1 = 0.124 ＝1－ 1.142
算例：单通道客机重量估算
燃油系数的计算
算例：单通道客机重量估算
算例：单通道客机重量估算
算例：单通道客机重量估算
算例：单通道客机重量估算
最终求得的重量数据：
计算燃油系数的简化方法
燃油系数公式：
WFuel ln Wto
ESAR = ⎛ a ⎞⎛ L ⎞ ⎜ ⎟⎜ M ⎟ ⎝ C ⎠⎝ D ⎠
关键：性能～翼载和推重比的计算模型
计算模型（起飞距离）
• 起飞距离
– 正常起飞情况（发动机正常工作）的计算公式：
k ToL = e CLUS ⎛ T ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ Mg ⎠
−1.35
⎛ Mg 0 ⎞ ⎛ Mg ⎞ 6 + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ SC ⎝ S ⎠0 ⎝ LUS ⎠
1/ 2
⎡ ⎛ T ⎞ ⎤ + H1 ⎢1 − ⎜ ⎟ ⎥ Mg ⎝ ⎠0 ⎦ ⎣
升阻比
16.0 15.3 18.5 17.2 15.6 18.2 13.0 15.6
关于发动机耗油率
涡扇发动机的耗油率
装机后耗油率
涵道比
算例：单通道客机重量估算
设计要求
算例：单通道客机重量估算
飞行任务剖面图
算例：单通道客机重量估算
• 在重量估算中，关键是估算巡航阶段燃油系数。 • 根据设计要求：
军用喷气运输机/轰炸机的重量统计数据
军用喷气运输机/轰炸机重量统计数据拟合
运输机的统计数据
拟合出的统计关系
燃油系数的计算
• 燃油系数主要由任务剖面中巡航阶段确定，其它阶段巡航阶段以外）的燃油系数为：
• 巡航阶段燃油系数可用Breguet航程方程确定

第十讲-重量特性估算

13
10.4 估算结果的修正
上述的统计公式是基于现有飞机的数据库，上述的统计公式是基于现有飞机的数据库，但是采用新颖的飞机构型或者某项先进技术复合材料结构）的情况下，（复合材料结构）的情况下，如果仍采用上述的公式或相类似的公式，述的公式或相类似的公式，就会有较大误差可以采用“软糖系数（可以采用“软糖系数（ Fudge factor ）”来修正统计公式估算的结果 ——软糖系数是一个可改变的常数，用它乘软糖系数是一个可改变的常数，软糖系数是一个可改变的常数以估算值，以估算值，得到正确的结果
21
10.5 重心定位与调整
飞机重心位置一般用其与机翼平均气动弦（飞机重心位置一般用其与机翼平均气动弦（MAC））之比来表示
xzx = ( xzx − xA ) bA ×100%
xA—机翼机翼MAC的前缘点到重心定位参考坐标系原点的距离机翼的前缘点到重心定位参考坐标系原点的距离 bA—机翼机翼MAC的长度机翼的长度
23
10.5 重心定位与调整
总体布置时调整重心的主要措施
1. 移动重量较重的飞机固定装载
• 在重心位置只须少量移动就能满足要求时，可以在在重心位置只须少量移动就能满足要求时，基本不影响布置合理性的情况下，基本不影响布置合理性的情况下，将较重的设备根据情况前移或后移
2. 移动发动机位置
• 在需要重心调整量大时，可以向前或向后移动发动在需要重心调整量大时，或者只移动发动机主机部分，机；或者只移动发动机主机部分，更改发动机延伸筒长度保持尾喷口位置不变
• 螺浆双发：螺浆双发：
19
10.5 重心定位与调整
各部件重心位置估算（各部件重心位置估算（续）

飞机的配重和称重

飞机的配重和称重文/文夷在第一次世界大战期间，德国模仿信天翁的身体结构原理设计、制造了当时世界上最先进的单座战斗机，大大提高了飞机的飞行速度。

可是，当飞机的飞行速度提高到一定程度时，机翼却产生了颤振现象。

飞机飞得越快，机翼的颤振就越强烈，甚至会导致机翼折断，发生机毁人亡的悲剧。

颤振问题不解决，由此产生的飞机失事就不可能防止，飞机的飞行性能也不可能进一步得到改进。

为了克服飞机机翼的颤振问题，许多科学家进行了种种试验，花费了大量的精力、经费和时间试图解决它，但收效甚微，始终未能找到克服机翼颤振的方法。

然而，一次偶然的发现，却使这一难题迎刃而解。

或“翼眼”。

蜻蜓翅膀上的这两块对称“翅斑”，能有效地消除翼板在气流中的颤振，这就是蜻蜓在快速飞行和转弯时不受颤振困扰的原因所在。

“翅斑”的消振功能是蜻蜓经过长期的进化，在三亿年前就获得的一种功能。

如果将翅膀上的“翅斑”去掉，蜻蜓飞行时就变得荡来荡去不稳定。

实验证明：蜻蜓翅斑的角组织确实是有使蜻蜓飞行时消除翅膀颤振的功能。

于是，人们就以此类推，模仿蜻蜓，在飞机机翼的末端前缘设计安装了类似的加厚区，以消除颤振。

果然，颤振现象竟被奇迹般地克服了，从而解决了飞机因高速飞行而引起颤振这一棘手的问题。

这是采用仿生学原理解决颤振难题的一个成功例子。

此后，由颤振导致的空难得到了有效控制。

飞机的设计、制造技术越来越成熟、先进，飞机的性能也越来越好。

这是一件小事。

殊不知，有时候看似不起眼的座位调换，却可能为飞行安全埋下巨大的隐患。

乘机旅行时，如果未经空乘人员同意，随意更换座位有时是很危险的。

擅自调换座位有可能造成飞机不平衡，严重时甚至会发生机毁人亡的事故。

对于起飞重量较小、载客量较小的中小型客机来说，擅自调换座位造成的后果将更加严重。

正是因为上述原因，为了保持飞机平衡，航空公司原则上不允许旅客随意调换座位。

除非遇见特殊情况，经过乘务长允许后才可以调换座位。

飞机在每次起飞前都要进行配重，把飞机的重心告诉机组。

飞机重量估算

发动机安装在机翼上：发动机安装在机身后部：０.47 ~ 0.50 L身
战斗机：
发动机安装在机身内： 0.45 L身
重心位置估算
• 起落装置
– 假设与全机重心重合
• 动力装置
– 由发动机重心位置来确定
• 固定设备
– 假设与全机重心重合
• 燃油
– 根据油箱布置的位置 – 计算油箱的体积和重量，燃油密度＝0.8g/cm3
中程客机
重心位置
• 正常使用重心
–飞机在正常飞行过程中，经常保持的重心位置。
• 使用重心前限
–飞机在飞行过程中，重心可能的最前位置。
• 使用重心后限
–飞机在飞行过程中，重心可能的最后位置。
重心位置估算
L/2
• 机翼
– 直机翼
(38~40%)cA
0.4L/2
– 后掠角和三角翼
(40~42%)cA
35%半展长
• 注释：
客机的结构重量（机翼、机身、尾翼、起落架）一般占最大起飞重量30％～35％。
基于统计方法的重量估算方程
参考文献
1.
2.
D. Howe, Aircraft Conceptual Design Synthesis, Professional Engineering Publishing Limited, London, UK, 2000.
基于统计方法的重量估算方程
• 机翼重量
– 按理想的基本结构重量、修正系数、机身影响系数
三部分分别计算。（1）理想的基本结构重量MIPS
M IPS mC mr M0
(kg）
mC 1920 A1.5 S 0.5 Nr (1 )sec sec / f a

飞机总体设计参数估算

（m）
计算模型（进场速度）
• 进场速度
进场速度的计算公式为：
Va = 1.3Vstall
其中Vstall飞机失速速度，由下式确定：
Vstall = nM ld 1 ρ SCL max, L 2
(m/s)
Mld 飞机最大着陆重量； ρ 机场空气密度，一般为标准大气压下海平面空气密度。 S 机翼面积； CLmax,L 为着陆状态时机可以达到的最大升力系数。 n 法向过载系数，取0.88
军用喷气运输机/轰炸机的重量统计数据
军用喷气运输机/轰炸机重量统计数据拟合
运输机的统计数据
拟合出的统计关系
燃油系数的计算
• 燃油系数主要由任务剖面中巡航阶段确定，其它阶段巡航阶段以外）的燃油系数为：
• 巡航阶段燃油系数可用Breguet航程方程确定
Breguet航程方程
对于喷气为推力的飞机，航程计算公式为：
界限线和地毯图
界限线图
根据给定各项性能指标，形成一个关于能满足设计要求的推重比和翼载的可选区域。
起飞距离 = f1(T0/ Wto, Wto/S) 着陆距离＝f2(T0/ Wto, Wto/S) 升限 = f3(T0/ Wto, Wto/S) 第二阶段爬升= f4(T0/ Wto, Wto/S) V进场 = f5(T0/ Wto, Wto/S) ……
关键：性能～翼载和推重比的计算模型
计算模型（起飞距离）
• 起飞距离
– 正常起飞情况（发动机正常工作）的计算公式：
k ToL = e CLUS ⎛ T ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ Mg ⎠
−1.35
⎛ Mg 0 ⎞ ⎛ Mg ⎞ + 6⎜ ⎟ ⎜ ⎟ SCLUS ⎠ ⎝ S ⎠0 ⎝

飞机重量和重心的计算

机翼结构重量（运输机）
• 基本公式以下公式为基本公式—只适于起落架可收，发动机不安装在机翼上的情况：
W机翼 = K w ⋅ bs 0.75 ⋅ (1 +
其中： bref = 1.905 bs为结构展长： bs S — 机翼面积；
bref bs
) ⋅ nmax ⋅ (
bs / t r 0.30 ) ⋅ WG WG / S
From 《Introduction to Aircraft Design: Synthesis and Analysis》, Kroo
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控制面操纵系统的重量
W操纵 = K SC ⋅ (Wto ) 2 / 3 ⋅ 0.768
• 设有双重操纵机构的轻型飞机：KSC=0.23 • 用于手操纵的运输机和教练机： KSC=0.44 • 运输机，动力操纵系统，仅有后缘襟翼： KSC=0.64 • 有前缘襟翼时，增加20%。
- 重心前限位置
飞机操纵所允许的飞机重心最前的位置 * 着陆时全动水平尾翼应有四分之一的备用偏度 * 起飞滑跑时：抬前轮的速度不应超过0.85倍的离地速度 * 要求每增加单位过载的杆力增量的最大值不应超过4kg
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• 飞机重心位置
- 正常使用重心指飞机在正常飞行过程中，经常保持的重心位置。 - 使用重心前限指飞机在飞行过程中，重心可能的最前位置。 - 使用重心后限指飞机在飞行过程中，重心可能的最后位置
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y(m) mgy(10N·m)
mgx(10N·m)
x(m)
mg(10N)
第
总
合
∑ (mgx)
i
∑ (mg)
i
∑ (mgy)

一级近似法估算起飞重量

一级近似法估算起飞重量起飞重量是指飞机在起飞前的总重量，包括飞机本身的重量、乘客和货物的重量、燃料的重量等。

估算起飞重量是飞行前的重要步骤，可以帮助飞行员了解飞机的承载能力和飞行性能，从而做出正确的飞行计划和决策。

一级近似法是一种常用的估算方法，它通过对各个组成部分的重量进行近似计算，然后将它们加起来得到总重量的估算值。

虽然这种方法可能会有一定的误差，但在实际应用中往往具有较高的准确性和可靠性。

我们需要估算飞机本身的重量。

飞机的重量通常由制造商提供，包括空机重量和最大起飞重量。

空机重量是指飞机在没有任何负载和燃料的情况下的重量，而最大起飞重量则是指飞机所能承载的最大重量。

通过这两个值，我们可以计算出飞机本身的重量估算值。

我们需要估算乘客和货物的重量。

乘客和货物的重量通常通过平均值进行估算。

根据航空公司的数据，可以得到每个乘客的平均重量，然后乘以乘客的人数，得到乘客的总重量估算值。

同样地，货物的重量也可以通过平均值进行估算，根据货物的种类和数量，得到货物的总重量估算值。

我们需要估算燃料的重量。

燃料的重量是飞机起飞前必须考虑的重要因素。

燃料的重量可以根据航程和飞行时间来估算。

通常情况下，飞行员会根据飞行计划和预期飞行时间，计算出需要携带的燃料量。

然后根据燃料的密度，可以得到燃料的重量估算值。

将以上估算值加起来，就可以得到起飞重量的估算值。

需要注意的是，这个估算值仅仅是一个近似值，实际的起飞重量可能会有所偏差。

因此，在实际飞行中，需要根据准确的数据进行实际称重，以确保飞机的安全起飞。

总结起来，一级近似法是一种常用的估算起飞重量的方法。

通过对飞机本身的重量、乘客和货物的重量以及燃料的重量进行近似计算，并将它们加起来，可以得到起飞重量的估算值。

虽然这个估算值可能会有一定的误差，但在实际飞行中往往具有较高的准确性和可靠性。

在飞行计划和决策中，准确的起飞重量估算是非常重要的，可以保证飞机的安全起飞和飞行。

结构重量：11000米处大气压为22610pa，标准大气压为101320pa，压差为78710pa=0.7871bar。

增压机身系数C2=0.79
机身最大宽度B=2m
机身最大高度H=1.84
机身长度L=18
带入公式
得M=1547KG
1、燃油：
燃油消耗率为0.55kg/daN/h
巡航推力
Cx = X/(qS) cx=0.0172 q=15200 s=32m2
X=836daN
最大航程5000公里，巡航速度0.85Ma 最大航时4.8h
燃油消耗：0.55*836*2*4.8=4414kg
2氧气
人数12人
正常人每分钟约呼吸30次，每次约吸入0.4 L空气，其中1/5是氧气。

密度为1.293kg/m3
12*4.8*30*0.4/5*1.293= 178kg
3、冷却液体及防冰液体
4、降落伞
15*12=180KG
5、生活用品
12*5=60kg
6、旅客
12*70kg=840kg
7、行李
12*30=360kg
8不可用燃油重量：
9.动力设备
两台发动机及附属机械构件，包括反推力装置，重量综合可以做以下估算：
动力附属部件
发动机短舱：发动机涵道比BPR=5.1 ，估算得
记载设备
内饰
意外重量177kg。

第六章重量及燃油限制

备降机场的方法
起飞机场
燃油A
燃油B
目的地机场+2h
燃油C
最远的备降机场
总油量=MAX【燃油A+燃油C+45min耗油，燃油A+燃油B+2h耗油】
航空器燃油限制
• 三、起飞油量要求
• 1、国内运行的燃油要求 • （3）专机起飞油量=（起飞机场至降落机场的飞行时间+
降落机场至最远备降机场的飞行时间+1h）×平均耗油量
• 8. 最大业载 • 指承载旅客，行李，货物，邮件的最大总重量
航空器重量控制
• 二、业务载量计算
• 在航空器的各种重量中，最主要的是最大起飞重量，最大着陆重量和
最大无油重量。这三种重量限制都影响航空器的业务载量和起飞油量
• 为了便于计算，特规定以下代号： • Wbs--基本重量；Wmx--最大起飞重量；Wamx--允许最大起飞重量;Wmxl--
第六章航空器重量及性能限制
航空器重量控制
航空器重量控制就是根据航空器本身各种重量之间的相互制约，在载油量能符合燃油政策的前提下，准确计算出航空器允许最大起飞重量，根据航空器重量平衡表，确定航空器重心位置，再根据其他条件计算出航空器起飞决断速度和安全起飞速度，是防止航空器超载，保证飞行安全的手段之一。
航空器重量。包括：结构重量，滑油重量，随机工具设备重量，服务设备重量，空勤组重量
航空器重量控制
• 一、航空器的各种重量定义
• 4. 最大起飞重量（MTOW） • 在标准条件下，航空器起飞的最大重量。 • 5. 允许的最大起飞重量 • 航空器受机场条件，气温，航程，航空器性能，机场标高
等条件限制，航空器不能按最大起飞重量起飞，此时航空器所能允许的起飞重量