航空飞行器系统工程概论第3-4讲20150402
航空飞行器系统工程概论第3讲.
第二阶段 方案与验证
五．样机设计、制造和评审
飞机样机设计、制逍和评审是飞机研制程序中的一个重要环节。样机是全机 或重点舱段的木质、金旧或金属/木质混合结构。 如驾驶舱的金属结构模型。 样机制作目的：检查飞机设计是否合理可行，是否满足是使用维护要求；展 现新设计图样难以确切表达，而在生产使用中又是至关重要的技术内容。 案例：09年12月25日，C919大飞机机头工 程样机主体结构在沪交付。 工程样机既是飞机设计中总体、结构和系 统各专业先进设计理念的检验平台，又是 改进飞机设计的试验平台，主要用于驾驶 舱和电子设备的布局协调、人机功效的检 查、部分设备的功能验证试验等，是大飞 机研制的关键项目之一。
13
第二阶段 方案与验证
飞机气动外形试验案例
1970年，航空成都飞机设计研究所开始进 行第一套带鸭翼的高、低速模型风洞试验。 1983年，歼-10飞机第一期高速风洞试验 在四川进行，低速风洞试验在哈尔滨进行。 气动外形设计试验涉及模型生产、风洞试验、 数据处理、绘制曲线、结果分析、布局改进 等工作。 1984年，为选定气动布局方案，完成了两轮试验，累计进行了上万次 的风洞试验，完成了上百万个气动力数据的分析处理。
系统工程管理
研制阶段划分
与系统/故障/寿命周期 相关的工程专业
可靠性 维修性 安全性 保障性 测试性 可用性 经济性 环境适应性 ……
系统工程 过程
全寿命周 期综合
4
我国航空飞行器研制程序
我国航空飞行器的研制程序的五个阶段。
使命 任务 要求 研 制 总 要 求 技术方案设计 关键技术攻关 样机设计制造 研 制 任 务 书 详细设计 鉴定试验
翼展（米） 28.8 机长（米） 65.7 机高（米） 12.85 标准客舱布局载客（人） 140 发动机 四台库兹涅佐夫HK144涡扇发动机 空机重（吨） 85 最大起飞总重（吨） 180 最大巡航速度 M2.35 正常巡航速度 M2.2 巡航高度（米） 18000 最大载重航程（公里） 650
航空概论课后题答案解析
第1章绪论1、什么是航空？什么是航天？航空与航天有何联系？航空是指载人或者不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动。
航天是指载人或者不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动，又称空间飞行或宇宙航行。
航天不同于航空，航天器主要在宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。
但航天器的发射和回收都要经过大气层，这就使航空和航天之间产生了必然的联系。
2、飞行器是如何分类的？按照飞行器的飞行环境和工作方式的不同，可以把飞行器分为航空器、航天器及火箭和导弹三类。
3、航空器是怎样分类的？各类航空器又如何细分？根据产生升力的基本原理不同，可将航空器分为两类，即靠空气静浮力升空飞行的航空器（通常称为轻于同体积空气的航空器，又称浮空器），以及靠与空气相对运动产生升力升空飞行的航空器（通常称为重于同体积空气的航空器）。
（1）轻于同体积空气的航空器包括气球和飞艇。
（2）重于同体积空气的航空器包括固定翼航空器（包括飞机和滑翔机）、旋翼航空器（包括直升机和旋翼机）、扑翼机和倾转旋翼机。
4、航天器是怎样分类的？各类航天器又如何细分？航天器分为无人航天器和载人航天器。
根据是否环绕地球运行，无人航天器可分为人造地球卫星（可分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星）和空间探测器（包括月球探测器、行星和行星际探测器）。
载人航天器可分为载人飞船（包括卫星式载人飞船和登月式载人飞船）、空间站（又称航天站）和航天飞机。
5、熟悉航空发展史上的第一次和重大历史事件发生的时间和地点。
1810年，英国人G·凯利首先提出重于空气飞行器的基本飞行原理和飞机的结构布局，奠定了固定翼飞机和旋翼机的现代航空学理论基础。
在航空史上，对滑翔飞行贡献最大者当属德国的O·李林达尔。
从1867年开始，他与弟弟研究鸟类滑翔飞行20多年，弄清楚了许多飞行相关的理论，这些理论奠定了现代空气动力学的基础。
美国的科学家S·P·兰利博士在许多科学领域都取得巨大成就，在世界科学界久负盛名。
航空飞行器系统工程概论第4讲
时速：Ma1.88；翼展：10.69 长度：23.67；高度：3.65
飞机方案没有相匹配的 材料、结构和生产能力！
4、载油量和飞行时间不匹配，同于爬升加速到 超声速就已经耗油大半。
8
方案阶段失败案例2
2、图-144总共生产了16架，其中1架原型 机，1架预产型图-144，9架量产型图144。以及5架改进型图-144D 。
3、由于技术上、经济性方面存在问题， 在研制过程中还发生两起重大事故。
4、发动机在运行时产生的巨大噪音使乘 客需要戴上耳塞，飞机机舱内的噪音 居然比舱外的噪音还要大。
翼展（米） 28.8 机长（米） 65.7 机高（米） 12.85 标准客舱布局载客（人） 140 发动机 四台库兹涅佐夫HK144涡扇发动机 空机重（吨） 85 最大起飞总重（吨） 180 最大巡航速度 M2.35 正常巡航速度 M2.2 巡航高度（米） 18000 最大载重航程（公里） 650
2. 对各系统的技术关键进行研究或验证试验； 3. 编写试验报告。
四．成品协调和分区协调
1. 成品目录/供应方名单/新品研制合同； 2. 分区协调图/协调纪要/协调记录
6
第二阶段 方案与验证
五．样机设计、制造和评审
飞机样机设计、制逍和评审是飞机研制程序中的一个重要环节。样机是全机 或重点舱段的木质、金旧或金属/木质混合结构。 如驾驶舱的金属结构模型。 样机制作目的：检查飞机设计是否合理可行，是否满足是使用维护要求；展 现新设计图样难以确切表达，而在生产使用中又是至关重要的技术内容。
系统工程管理计划
飞行器总体设计
工程系统
飞行器系统工程的设计原理
飞行器系统工程的设计原理飞行器系统工程是指对各种航空器的系统设计与开发，包括飞行器结构设计、动力系统设计、控制系统设计、通信系统设计、航电系统设计和载荷系统设计。
飞行器系统工程是一项复杂的工程领域，其系统设计原理是基于科学原理、技术原理和工程实践展开的，这既是一种科学性、综合性、系统性的工作，又是一种创造性、实践性、市场性的工作。
一、设计需求分析飞行器系统工程的设计首先要进行设计需求分析，根据用户的需求，明确设计目标和功能，制定技术方案和实现步骤。
为了更好地实现飞行器系统设计，需要先了解市场环境，以确保设计的产品能够满足消费者的需求，同时了解技术的进展和创新，以确保产品的市场竞争力。
二、功能分区和模块划分飞行器系统工程的设计需要将系统划分为各个功能区域，每个区域需要实现特定的功能。
例如，飞行器的机身需要实现承载功能，发动机需要提供动力支持，控制系统需要保证飞行器的稳定性和安全性，通信系统需要实现与地面控制站的信息交流，航电系统需要实现导航和监测等功能，载荷系统需要实现物品或人员的运输。
在每个功能区域中，还需要按照模块化设计思路，将功能划分为多个模块，同时还需要考虑各模块之间的兼容性和耦合度。
三、多学科融合飞行器系统工程的设计涉及多个学科领域，涵盖了机械、电子、信息、材料等多个方面。
因此，在飞行器系统的设计中需要考虑多学科的融合，以实现各模块之间的协调和整体性。
可以采用集成设计的方法，即将各功能区域的设计方案集成到一个总体设计中，并进行测试和修改。
四、可靠性和安全性考虑飞行器是机电一体化系统，其设计必须考虑到可靠性和安全性。
可靠性和安全性是设计中的重点，它们直接关系到飞行器的使用寿命和使用安全。
在设计中需要考虑各压力点和承受能力，加强设计的抗扰性和抗干扰能力，避免单点故障和全局故障的发生。
同时还要对设计进行多方位的安全评估和测试，确保设计的可行性和安全性。
五、可持续发展飞行器系统的设计需要考虑到可持续发展，减少物质资源消耗，降低环境污染。
航天概论课件第四章
第四章节标题
接下来，我们将进入本章的学习内容。首先，让我们了解一下本章将要讨论 的内容，并明确本章的学习目标。
载人航天发展历程
早期航天探索
从火箭的发明到第一次载人航天试飞，探索载 人航天的初步阶段。
国际合作与空间站
各国合作建造国际空间站，为长期载人航天任 务做准备。
太空竞赛时期
苏联和美国的太空竞赛，包括尤里·加加林成为 第一个进入太空的宇航员。
载人航天器的发射和返回过程，确保宇
航员的安全。
3
太空任务
载人航天器在太空中执行任务，进行科 学研究和技术实验。
载人航天的意义和挑战
1 科学探索
通过载人航天，我们能够更深入地研究太空 的奥秘，探索宇宙的未知。
2 国际合作
载人航天项目促进了国际合作和科技交流， 推动了世界各国的合作与发展。
3 技术挑战
航天概论课件第四章
本章将介绍载人航天的发展历程、载人航天器类型、载人航天工程以及载人 航天的意义和挑战。通过本章学习，你将深入了解航天领域的重要知识。
课程回顾
我们先来回顾一下之前学过的内容，以加深对航天概论的理解。
上一章内容回顾
让我们回顾一下上一章讨论的内容，确保你对航天概论的基础知识有所掌握。
未来航天的展望
探索更远的太空、建立人类登陆火星目标的计 划。
载人航天器类型
载人航天胶囊
胶囊式载人航天器，用于短期太 空飞行。
航天飞机
可多次使用的航天器，用于长期 太空任务。
空间站
大型太空飞行器，用于长期居住 和科学研究。
载人航天工程
1
设计与建造
航天器设计和建造的过程，需要考虑各
发射与返回
2
种工程挑战。
航天概论课件第四章
度来描述，二者可以通过坐标变换换算。
·影响 轨道运动的外力有变轨发动机的推力和环境
力。发动机工作时称为主动飞行段，发动机不工作
时称为自由飞行段。 ·环境力是指周围环境通过介质接触或场的相互作 用而产生的力，包括天体的引力、辐射压力、磁场 的作用力和空气动力等。
·在航天器运行中，需要对航天器的轨道运动进行 调整、控制和操纵。 ○ 由于不可避免的误差，难以一次达到预定的 准确轨道； ○ 受到环境力的摄动； ○ 需要从一个轨道转移到另一个轨道。
4.2.3
运载火箭的姿态控制系统
姿态控制的任务： 通过测量仪表敏感箭体的姿态信息控制火箭绕质 心的运动，确保在各种外界干扰作用下稳定飞行， 使箭体的姿态保持在允许的范围之内；同时，按飞 行程序和制导系统发出的导引信号，通过改变箭体 姿态来实现制导系统对质心运动的控制。
（1）姿态控制系统的基本原理
4.2
运载火箭的控制系统
运载火箭控制系统的任务：
·控制火箭按预定的轨迹飞行，使有效载荷精确入
轨； ·对火箭进行姿态控制，保证在各种干扰条件下稳 定飞行； ·控制飞行过程各分系统工作状态变化和信息传递； ·发射前对火箭进行检查测试，对发射实施控制。
4.2.1 运载火箭控制系统的组成和功能
组成：
由制导系统、姿态控制系统、配电系统和测试
·制导精度一般采用称为“圆公算偏差”的参数 Cep来表示。它的含意最初是用来表示弹道导弹的命 中精度的，即向一个目标发射多枚导弹，以目标为 圆心，最接近目标的半数弹头击中区域的圆半径。
·制导精度取决于纵向的射程控制精度和横向的偏
离射面的控制精度。
☆ 射程控制 ： ·弹道式导弹的射程取
决于主动段关机点的运动参
发控系统等分系统组成。 功能： 制导系统——控制火箭的质心沿预定的弹道飞 行，保证卫星、飞船等有效载荷准确入轨。 姿态控制系统——控制火箭绕质心的运动，并 保证飞行姿态的稳定。
航空飞行器系统工程概论第2讲
航空飞行器系统工程对象
航空飞行器活动的范围主要是在离地面30公里以下的大 气层内，在大气层内飞行是航空的基本特点。这一特点决 定了航空工程的内容、技术途径和研究工作的方向。 航空工程是为国民经济各部门(如交通运输、农业、地质 勘探)和国防服务的综合性工程。飞行器的研制和使用 （保障，费用、维修等）都是航空工程的核心。 航空和航天的未来发展正在走向 二者融合的空天飞行器，跨大气层 飞行器，吸气式高超声速飞行器。
15
系统工程的起源与发展历史
GERT是在PERT（计划评审技术）的基础上，增加决策 节点，将活动的各参数如时间和费用设为随机性分布， 以处理多种复杂随机因素。 各个活动及相互之间的影响关系也具有随机性，按一定 概率可能发生或不发生。
16
系统工程的起源与发展历史
例如，某项计划中各道工序的平均用时分布。
在航空飞行器从概念、研制到使用的全寿命周期过程中， 系统工程既是一个技术过程，又是一个管理过程，在系统的 全寿命期内都必须实施这两个过程。
25
航空飞行器系统特点
航空工程是为国民经济各部门(如交通运输、农业、地质 勘探)和国防服务的综合性工程。飞行器的研制和使用 （保障，费用、维修等）都是航空工程的核心。
13
系统工程的起源与发展历史
美国阿波罗登月工程在计划进度、质量检验、可靠性评 价和管理过程等方面都采用了系统工程方法，应用"计划 评审技术(PERT)"和"图解评审技术(GERT)"，实现了时间进 度、质量技术与经费管理三者的统一。
在实施该工程的过程中及时向各层决策机构提供信息和 方案，供各层决策者使用，保证了各个领域的相互平衡， 如期完成了总体目标。
简称PERT），使北极星导弹提前
飞行器系统概论Chapter4
Jet engines
P is affected not only by flight speed, but also by flight altitude.
P = m a (ue − V ) + Ae ( pe − pa )
V – aircraft speed
★ Vacuum thrust（真空推力）
During the vacuum environment, thrust of a rocket engine pa = 0 Æ PV
(Max static thrust, Max P)
If pa = pe , static thrust = 0 , only dynamic T Design state, fully expanded state,
Thrust is a magnitude of engine power.
Thrust of rocket engine is:
P = m ue + Ae ( pe − pa )
Two parts, opposite reacting force 1st, large part
P = m u eff
axis-flow turbojet
Thrust for turbojet
P
=
G a g
(ue
−V
)
It concerns with air flow mass, gas external speed and flight velocity V.
2) Turbofan engines 涡扇发动机
Thrust to time curve
4.3.3 Specific impulse（比冲）
飞行器系统工程
书目信息：书名：飞行器系统工程主编：高存厚，荣明宗作者：荣明宗，高存厚，黄延年，余梦伦，茹家欣，张传基，周政伐出版社：宇航出版社，1996年12月主题词：飞行器，航天系统工程第二章飞行器系统工程本世纪航空航天技术的发展，极大的推动了人类征服空间和征服自然的宏伟斗争，其规模之大，耗资之巨，动员和吸引入力、物力之多，取得成果之丰，都是史无前例的，为世人始料不及，叹为观止。
50年代第一颗人造卫星上天；60年代初人类第一次驾驶宇宙飞船邀游太空；60年代末月球探测卫星从40万公里远处向地球发送间月球背面的照片；人类第一次登上月球，在月球表面安装试验仪器、收集岩石标本，然后成功地返回地球；70年代，人类在人造空间站和“天空实验室”中进行了一系列微重力条件下的生物、材料、工艺、冶金试验，为充分利用空间，进行了探索性基础研究；覆盖全球的卫星通情网和电视、广播网的建立，加速了全球的信息传播；资源勘察卫足、气象卫星、导航定位卫星、海事救援卫星的广泛应用；人造太阳系行星探测器对于金星、火星、木星的探测以及空间生命和智能生命的有目、有步骤的探寻等一系列惊人的举止和成就，已经成为20世纪人类的骄傲。
导弹和航天系统是—类大型复杂系统，对于这样一类系统的组织建造和运用管理，孕育和产生了—门新型的工程技术——飞行器系统工程。
显然，它既是人类从20世纪50年代以来进行大规模导弹核武器竞赛和空前壮观的航天活动的科学总结，也是现代系统思想和系统方法在导弹与航天事业实践中的宝贵结晶。
2.1 飞行器系统工程的基本概念2.1.1 定义飞行器系统工程是关于组织管理飞行器系统的规划研究、设计、制造、试验和使用的科学方法和技术的总称。
是最优设计、最佳运用和最佳管理大型现代化飞行器系统的工程技术。
2.1.2 限定所谓飞行器一般是指能在大气层内或外层空间飞行的、包括有人驾驶或无人驾驶，有动力或无动力的人工制造的飞行器械。
因而，一般而言，飞行器应该包括各种气球、气艇、直升机、飞机、导弹、卫星、航天器等等。
航空航天概论第3章 飞行性能和飞行品质
3.2.1 飞机稳定性
• 3、飞机的横侧稳定
• 如图2.42所示，当一阵风吹到飞机的左翼上，使飞机的
左翼抬起，右翼下沉，飞机受扰动而产生向右的倾斜， 使飞机沿着合力的方向沿右下方产生侧滑。此时，因上 反角的作用，右翼迎角增大，升力也增大；左翼则相反， 迎角和升力都减小。左右机翼升力之差形成的滚转力矩， 力图减小或消除倾斜，进而消除侧滑，使飞机具有自动 恢复横侧向平衡状态的趋势。也就是说，飞机具有横侧
3.2.1 飞机稳定性
3.2.1 飞机稳定性
上单翼飞机横测稳定性强
下单翼飞机横测稳定性弱
3.2.1 飞机稳定性
侧滑中，垂尾产生的侧力对重心形成的滚转力矩也是横测稳定力矩。
飞机的横侧阻尼力矩主要由机翼产生。飞机在受扰后的转动过程中，由于机翼 存在附加上、下气流分量，使两翼迎角不等，从而导致两翼升力不等，这一阻 尼力矩对飞机转动起阻碍作用。
2、高度性能
• 作战半径（Rmis)
飞机从某一机场起飞，执行作战任务后再返回原机场，机 场至该空域的水平距离就是作战半径。理论上作战半径应 该是航程的一半。但因飞机在最远点处要执行作战任务， 消耗燃料，缩短直线航程，故一般规定作战半径等于航程 的25%-40%。
• 续航时间(T)
飞机耗尽燃料所持续飞行的时间。续航时间是在最大燃油 量和最小耗油率下取得的。
外，一般以比较省油的巡航速度飞行。
1、速度性能
2、高度性能
• 爬升率（ vL) 飞机的爬升率是指单位时间内飞机所上升的 高度（即飞行速度的垂直分量），其单位是m/min或m/s。 • 爬升率大，说明飞机爬升的快，上升到预定高度所需的时 间短。爬升率是歼击机的一项重要性能。 • 爬升率与飞行高度有关。随着飞行高度的增加，空气密度 减少，发动机推力降低，所以爬升率随着高度的增加而减 少。一般最大爬爬升率在高度为海平面高度时。
航概03飞行器动力系统共124页
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
航概03飞行器动力系统
人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
航概03飞行器动力系统共124页文档
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
2015航天器控制原理(周军 主编)教案：航天器主动姿态稳定系统
2015航天器控制原理（周军主编）教案：航天器主动姿态稳定系统航天器控制原理，ppt课件，:6第六章航天器主动姿态稳定系统6.1 喷气推力姿态稳定原理6.2 喷气姿态稳定系统的非线性控制律6.3 航天器的喷气推力器系统6.4 飞轮姿态稳定原理6.5 零动量反作用轮三轴姿态稳定系统6.6 偏置动置轮三轴姿态稳定系统6.7 控制力矩陀螺三轴姿态稳定系统为了保证航天器在轨道坐标系中相对于平衡点的稳定性, 除了采用上一章叙述的各种被动稳定方案以外, 也可以利用控制系统实现对航天器姿态的主动稳定控制。
与被动稳定方案比较, 主动姿态稳定的优点是可以保证更高的精确度和快速性, 缺点是结构复杂化,降低了可靠性, 且增加了能源消耗, 因此适用于高精度要求和大扰动力矩的情形。
主动姿态稳定系统包括了喷气三轴稳定系统, 以飞轮为主的三轴稳定系统和磁力矩器轴稳定系统。
第六章航天器主动姿态稳定系统喷气姿态稳定系统的运行基本上根据质量排出反作用喷气产生控制力矩的原理进行。
图 6.1表示一个典型的喷气三轴姿态稳定控制系统6.1 喷气推力姿态稳定原理由于一个喷嘴只能产生一个方向的推力, 因此系统的每个通道起码要有两个喷嘴。
为了避免反作用喷气推力对航天器的轨道运动产生影响, 一般地在同一方向都装上两个喷嘴, 如图 6,2所示, 此时控制力矩由成对喷嘴产生 (力偶 )。
点击观看虚拟现实演示分析图 6.2得知, 对装有三轴喷嘴所产生的控制力矩为 ( 6.1)设由这些喷嘴产生的控制力矩矢量为, 它以本体坐标系三轴控制力矩分量表示, 则有(6.2)222c x y e1c y z ec z x eM m v lM m v lM m v l???????? ???&&&c c x c y c zM M i M j M k? ? ?cM若本体坐标系为主轴坐标系, 则航天器在控制力矩的作用下, 它的姿态动力学方程式为 (6,3)式中,为作用于航天器的其他环境干扰力矩。
《民航概论》课件第四章4
告警服务（AS)
紧急状态包括：发动机故障、 无线电通信失效、座舱失压、 遭遇空中非法劫机等。
告警服务：当航空器处于搜寻和救援等紧急状态时， 向有关单位发出通知，并给予协助的服务。
三、间隔标准
目的：保证任何两个航空器之间有足够的距离，防止航 空器相互危险接近和相撞 垂直间隔
语言的规范：为防止数字、字母和词意的混淆造成不良后果，国际
民航组织组织对通话用的数字、字母及空管用的专门 词语的发音和解释都作了规定。
§4.3 空中交通管制服务 空中交通管制的任务与组织 机场管制服务 进近管制 区域（航路）管制 程序管制 雷达管制
一、空中交通管制的任务与组织
空中交通管制的目的：
ห้องสมุดไป่ตู้
• • •
•
一、空中交通管制的任务与组织
管制许可：
• • 管制许可的内容： 飞机的编号（明确许可的对象）； 许可范围；
•
• •
航路；
飞行高度层：包括进入航路的指定高度层，或申请后改变高度； 在进近或离场时必要的机动飞行。
二、机场管制服务
机场管制服务的范围和任务：
• • • • 服务的范围： 航空器在机场交通管制区的空中飞行 航空器的起飞和降落 航空器在机坪上的运动 防止飞机在运动中与地面车辆和地面障碍物的碰撞 机场地面交通管制员：
防止航空器与航空器及障碍物相撞，使空中交通有序高效地运行 。
空中交通管制的任务：
为每个航空器提供其他航空器的即时信息和动态 。 由这些信息确定各个航空器之间的相对位置 。 发出管制许可，使用许可和信息防止航空器相撞，保障空中交通通畅 。 用管制许可来保证在控制空域内各航班的间隔，保证飞行安全。 从航空器的运动和发出的许可的记录来分析空中交通状况，从而对管制的 方法和间隔的使用进行改进，使空中交通的流量提高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
即“四性一化”的产品发展理念。
ARJ21按民航运输类飞机适航规章CCAR25部、 和美国适航规章FAR25部条款设计。 ARJ21飞机 2000年底立项，计划2003年首飞，后推迟到2006年。2007 年12月份总装下线，首飞时间推迟到08年3月，再次被推迟到11月28日。 原因：飞机关键系统供应商未能按时提供试验条件。
例如：英国台风战斗机 研制费用超支75%
8
ห้องสมุดไป่ตู้
方案论证阶段要点
• 输入 用户/使用部门的任务需求书/战术技术指标； 约束条件（如资金限额，研制周期要求，环境条件等）。
• 主要任务
将用户的任务需求，通过一系列规范化的程序转化为飞行器的系统技术 要求及满足这些要求的基本系统方案，亦即定义所研制的飞行器系统。
方案论证
方案设计
工程研制
生产定型
设计定型
5
我国航空飞行器研制程序
军用飞机研制程序
6
我国航空飞行器研制程序
飞航导弹武器系统研制程序
7
方案阶段的特点
方案阶段的研制费用应占研制总费用的25%左右。 使前期工作，尤其是关键技术的演示验证工作做得充分，将大大降低型 号研制的后期风险。前期经费的投入将最终降低研制总费用。 据国外大量的飞行器研制统计数据表明： 方案阶段研制经费和研制总经费超支呈反比关系。
证试验，对战术技术要求、技术和经济可行性、研制周期、保障条件等因 素进行综合权衡，向使用部门提交初步总体技术方案、研制经费、保障条 件、研制周期预测报告，提出保障条件要求。
论证内容：
作战使命、任务、环境和对象； 战术技术性能指标要求及综合后勤保障要求；
初步装备编制方案、计划装备数量、基地、位置和服役年限；
飞行器总体设计
系统分析与控制 经费管理
工程系统
系统 综合
计划管理
系统工程
风险管理 性能与效能分析
飞行器任务需求
技术状态管理与性能度量
2
系统工程组成
系统工程涉及系统工程管理和工程专业两大领域。
System engineering consists of two significant disciplines: the technical knowledge domain in which systems engineer operates and system engineering management. （ DoD5000）
24
第一阶段 论证案例
研制历程
ARJ21的国产化率不到10% ，该项目有19个全球合作商， ARJ21-700整架飞 机的生产分工，由中国、巴西、西班牙、比利时和智利等国家的供应商共同 完成的。 ARJ21-700项目招揽了许多世界知名的民航设备供应商：霍尼韦尔和帕克的 飞控系统，罗-科的航电设备、美国通用电气公司发动机。 ARJ21-700盈亏平衡点：10年之内出售200至250架飞机。按照波音公司的测 算，未来20年中国所需的中小型支线飞机的比例 只有12%，即总量不超过230架 运十研制是100%的计划经济模式，几乎全部 立足中国制造；ARJ21采用全球供应链配套。
13
第一阶段 论证
(4)测算研制周期
初步测算研制周期，初步编制研制计划，绘制零级网络图。 例如
(5)进行风险辨识
要尽量判明关键技术； 攻克技术关键项目所需条件、经费、周期估算的风险，避免经费测算、研 制周期测箅不足对工程研制造成重大肜响； 对国外合作项自，应考虑可能的政治、经济风险。
航空飞行器型号论证中，继承与发展是永恒的主题！
三叉戟（Trident）客机是由原英国 德· 哈维兰公司（后合并入英国航宇公 司）根据英国欧洲航空公司（BEA）的 需求而研制的三发动机中近程喷气式民 航客机。
23
第一阶段 论证案例
ARJ-21
ARJ21 （Advanced Regional Jet for the 21st Century）是我国研制，拥有自主 知识产权的70~90座级中、短航程双发动机新支线客机。 ARJ21的研制道路 是中国研制大飞机的预演和奠基。 ARJ21考虑中国航空运输发展的需要，兼顾 国际支线航空运输市场的需求，确定了 “适应性、舒适性、经济性、共同性和系列化”
政治上，大飞机体现能反映一个国家和民族的能力，将增强中国的影响力。
经济上，巨大的市场盈利空间。到2050年，我国大约还需要更新和新增干线
客机3000多架，总价值在3000亿美元以上。 国防上，将使中国实现大型军用飞机的国产化，进一步增强国防实力。
技术上，处于产业链的顶端，将有力拉动中国的技术进步和产业升级，提升
(2)经济可行性论证
根据技术可行性进行经济可行性分析，测算单机成本、研制费用和装备费 用，盈亏平衡点。如F-22和B-2： F-22单机成本约2亿美元。加上研发费用每架成本约3.5亿美元。 B-2每架飞机约合6亿美元，最终加上研制费用，每架超过20亿美元。
12
第一阶段 论证
(3)技术可行性论证
根据初步的战术技术要求及使用要求，设想几种飞机技术方案及配套方案， 对相关技术储备、预研成果、设计、试验、生产能力、工艺技术、设备水平 和配套成品现状进行调查研究； 初步提出为满足战术技术要求必须突破的新技术、新产品、新材料、新工 艺、新标准； 通过对使用方式、作战任务进行分析，测算飞机寿命剖面、任务剖面、环 境剖面，提出综合保障初始方案和要求; 提出研制保障条件，包括设计条件、试验条件和生产条件。
1985年，上海飞机制造厂与美国麦道公司合作组装生产MD82客机。至 1997年8月麦道公司被波音公司并购，合作终止。上海麦道组装共生产了35 架MD82客机、2架MD90客机。 1996年，我国和空客公司开始联合研制AE－100型客机。 1998年，空客终 止了AE－100项目。我国大飞机的研制工作彻底停止。 从“运10”到麦道合作项目，再到空客合作项目，国家研制大飞机的努力 遭遇了三度夭折。
20
第一阶段 论证案例
运10：
1985年， “运10”项目终止，原因：国家战略由以备战为中心发展到以经 济建设为中心，经济性考虑；民航明确表示要进口更为安全和先进的外国飞 机 ，认为运10刚达到60年代初期国外第一代喷气客机的水平。
同时提出大飞机发展“三步走”计划：第一步是装配和部分制造支干线飞 机；第二步是与国外合作，联合设计研制100座级飞机；第三步是2010年实 现自行设计、制造180座级干线飞机。
1970年8月，我国第一个大飞机项目“运10”启动，累计投入5～6亿RMB。 1980年9月，首架“运10”成功试飞。“运10”先后在北京、乌鲁木齐、昆 明等地起落，并先后7次飞抵起降难度最大的西藏拉萨机场。 运10采用四台发动机，起飞重量110吨、航程8300公里、时速974km/h、升 限1.2万米。发动机向国外采购，航电和机械系统国产化率超96％。
将研制程序划分为五个阶段。
论证阶段、方案设计阶段、 工程研制阶段、设计定型阶段、生产定型阶段。
依据装备研制程序，具体门类航空飞行器通常根据其自身特点，
制定了专门的系统研制程序，如
飞航导弹武器系统研制程序。
4
我国航空飞行器研制程序
我国航空飞行器的研制程序的五个阶段。
使命 任务 要求 研 制 总 要 求 技术方案设计 关键技术攻关 样机设计制造 研 制 任 务 书 详细设计 鉴定试验
• 核心工作
确定系统是干什么的？（What to do?不回答How to do?），
• 输出
飞行器系统研制总要求（一般以系统规范，或技术要求文件表述）； 飞行器基本方案
9
方案设计阶段要点
• 输入 阶段1的输出：即飞行器系统技术要求和基本方案。
• 主要任务
对初步选定的基本方案进行深入的分析、研究及必要的演示验证，以便 最终确定方案。
飞机的设计寿命为9万小时，每天8小时飞行可使用30年。 将 采用超临界下单翼、翼吊两台先进涡扇发动机、常规平尾、前 三点式起落架布局形式。 驾驶舱将采用两人制，航电系统采用高速总线技术和大型数 字化液晶平板显示器，飞行控制系统采用电传操纵技术并考虑 主动控制技术。
19
第一阶段 论证案例
运10：
• 核心工作
确定系统是如何构成的？ 从顶到下的系统功能分解和技术要求分解 从底向上的系统综合
• 输出
被确定方案的体系结构（功能体系结构、物理体系结构）； 系统设计规范。
10
第一阶段 论证
论证任务：
进行战术技术指标、总体技术方案论证及研制经费、研制周期、保障条件 预测，形成《飞机研制总要求》。
论证组织：根据使用部门的要求，进行技术、经济可行性研究及必要的验
由20位院士、专家组成的大型客机专家咨询组，形成了大型客机的初步总体
技术方案，完成了大型客机项目技术经济可行性研究报告，梳理出了第一批 需要启动的14项专项技术攻关项目。 2009年2月，中国大飞机研制工作完成初步总体技术方案 。
18
第一阶段 论证案例
初步总体技术方案 基本型全经济布局为168座，混合级布局为156座。包括标准 航程型(STD)和增大航程型(ER)两种构型。各为为2000海里和 3000海里，以满足航空公司对不同航线的运营需求。 “安全性”、“经济性”、“舒适性”、“环保性” ；
14
第一阶段 论证案例
大飞机
大飞机一般是指起飞总重超过100吨的运输类飞机，包括军用、民用大型运 输机和包括150座以上的干线客机。目前只有美国、欧洲四国和俄罗斯有制 造大飞机的能力，而占领国际市场的只有美国的波音和欧洲的空客。
我国大飞机研发的基础
运10
ARJ21
15
第一阶段 论证案例
立项考虑因素：
17
第一阶段 论证案例
大飞机
2007年2月26日，国务院通过了《方案论证报告》，3月大飞机正式立项。 整个大型飞机项目国家将投入500亿-600亿元，用于大型运输机、大型客机