北航-飞行器总体设计期末整理

1.飞机设计的三个主要阶段是什么？各有些什么主要任务？✈概念设计:飞机的布局与构型，主要参数，发动机、装载的布置，三面图，初步估算性能、方案评估、参数选择与权衡研究、方案优化✈初步设计：冻结布局，完善飞机的几何外形设计，完整的三面图和理论外形（三维CAD模型），详细绘出飞机的总体布置图（机载设备、分系统、载荷和结构承力系统），较精确的计算（重量重心、气动、性能和操稳等），模型吹风试验✈详细设计：飞机结构的设计和各系统的设计，绘出能够指导生产的图纸，详细的重量计算和强度计算报告，大量的实验，准备原型机的生产2.飞机总体设计的重要性和特点主要体现在哪些方面？✈重要性：①总体设计阶段所占时间相对较短，但需要作出大量的关键决策②设计前期的失误，将造成后期工作的巨大浪费③投入的人员和花费相对较少，但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本✈特点（简要阐述）①科学性与创造性：飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果；为满足某一设计要求，可以由多种可行的设计方案。

②反复循环迭代的过程③高度的综合性：需要综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调3.B oeing的团队协作戒律①每个成员都为团队的进展与成功负责②参加所有的团队会议并且准时达到③按计划分配任务④倾听并尊重其他成员的观点⑤对想法进行批评，而不是对人⑥利用并且期待建设性的反馈意见⑦建设性地解决争端⑧永远致力于争取双赢的局面（win-win situations）⑨集中注意力—避免导致分裂的行为⑩在你不明白的时候提问4.高效的团队和低效的团队1. 氛围－非正式、放松的和舒适的2. 所有的成员都参加讨论3. 团队的目标能被充分的理解／接受4. 成员们能倾听彼此的意见5. 存在不同意见，但团队允许它的存在6. 绝大多数的决定能取得某种共识7. 批评是经常、坦诚的和建设性的，不是针对个人的8. 成员们能自由地表达感受和想法9. 行动：分配明确，得到接受10. 领导者并不独裁11. 集团对行动进行评估并解决问题1. 氛围－互不关心／无聊或紧张／对抗2. 少数团队成员居于支配地位3. 旁观者难以理解团队的目标4. 团队成员不互相倾听，讨论时各执一词5. 分歧没有被有效地加以处理6. 在真正需要关注的事情解决之前就贸然行动7. 行动：不清晰－该做什么？谁来做？8. 领导者明显表现出太软弱或太强硬9. 提出批评的时候令人尴尬，甚至导致对抗10. 个人感受都隐藏起来了11. 集团对团队的成绩和进展不进行检查5.飞机的设计要求有哪些基本内容？①飞机的用途和任务②任务剖面③飞行性能④有效载荷⑤功能系统⑥隐身性能要求⑦使用维护要求⑦机体结构方面的要求⑦研制周期和费用⑦经济性指标11环保性指标6.飞机的主要总体设计参数有哪些？①设计起飞重量W0 (kg)②动力装置海平面静推力T (kg)③机翼面积S (m2)组合参数④推重比T/W0⑤翼载荷W0 /S (kg/m2)7.毯式图的步骤①保持推重比不变，改变翼载（x轴变量），获得总重曲线（y轴变量）②推重比更改为另一个值后确定不变，改变翼载（x轴变量），获得总重（y轴变量）。

同时需将y轴向左移动一任意距离。

③将这些间隔有规律的分布在不同推重比曲线上的翼载点连接起来，即得到毯式图。

④再考虑加速时间、起降距离等限制条件，得到信息更丰富的毯式图。

最佳组合同样位于两条限制线的相交点。

必要性✈可直观地查出飞机设计所需的可行区域✈毯式图能明显地说明最小重量（其方向是最底点）✈可在毯式曲线之间内插翼载，以便研究翼载情况（从毯式图上移动水平轴）✈按照符合所有限制要求的毯式曲线上的最低点，可找到最佳飞机设计方案8.一级近似法估算起飞重量的流程9.飞机型式选择的主要内容是什么？①总体配平形式的选择②机翼外形和机翼机身的相互位置⑦尾翼数目、外形及与机身的相互位置④起落架的类型、形式和收放位置⑤发动机和进气道的数目和安装位置⑥机身形状，包括座舱、使用开口及武器布置10. 布局形式及优缺点 鸭式 ✈ 随着主动控制技术的发展，鸭式布局技术日趋成熟，在中、大迎角飞行时，如果采用近距耦合鸭翼型式，前翼和机翼前缘同时产生脱体涡，两者相互干扰，使涡系更稳定，产生很高的涡升力。

✈ 鸭式布局的难点是鸭翼位置的选择和大迎角时俯仰力矩上仰的问题。

由于鸭翼位于飞机的重心之前，俯仰力矩在大迎角的情况下提供较大的抬头力矩（上仰力矩），不能够稳定的飞行，因此必须提供足够的低头力矩来平衡之。

✈ 前翼尖端涡流布置不当，会引起机翼弯矩增加，阻力增大，所以对于客机常常采用将前翼布置在机翼的远前下方，减少前翼对主翼的气动影响。

无尾 优点：①飞机结构重量轻②隐身特性好③气动阻力较小④超音速阻力较小缺点：①无尾飞机配平时，襟副翼升力方向向下，引起升力损失，同时力臂较短，效率不高⑦飞机起飞时，需较大升力，为此需将襟副翼下偏，引起较大低头力矩，为了配平低头力矩襟副翼又要上偏，造成操纵困难，配平阻力增加三角翼 ①三个机翼更好地平衡分配载重⑦提高操纵效率③改善大迎角特性④可提供足够的低头恢复力矩①增加阻力，降低空气动力效率⑦增加操控系统复杂程度⑦稳定性变化幅度较大⑦增加生产成本11. 外形隐身设计的基本原则1) 消除能形成角反射器的外形布局。

如采用翼身融合消除垂直侧面机身与机翼的角反射器，采用倾斜的双立尾来消除垂直立尾与平尾的角反射器2) 变后向散射为非后向散射3) 采用一个部件对另一强散射部件的遮挡措施，如采用背负式进气道，用机身和机翼遮挡进气道4) 将全机各翼面的棱边都安排在少数几个非重要的照射方向上去（大于正前方40°以外），使雷达波反射尖峰叠在一起以减少强尖峰个数。

5) 采取措施消除强散射源：采用进气口斜切及将进气道设计成S 弯形；武器尽量内埋，取消外挂6) 结构细节设计，包括铆钉、台阶等的处理，以及将口盖边缘和缝隙等设计成锯齿形状7) 当某些部件不能采用外形隐身措施时，可以利用吸波材料降低回波强度12. 简述方案设计初期选择战斗机和亚音速运输机翼型的基本原则。

1) 高速战斗机的方案设计初期✈ 不必花太多的时间去精选合适的翼型，经常是利用已有气动试验数据的翼型，从中选择比较合适的，如NACA64A 或65A 的对称翼型，确定好相对厚度；✈ 前缘半径、弯度和扭转，则可在详细设计时根据不同的任务要求和机翼平面形状再进行精修设计2) 大展弦比、小后掠的亚音速运输机✈ 一般采用自己设计的超临界翼型，如美国的NASA SC(2)-0614，西工大的跨音速飞机用的NPU -S73613 ✈ 还需注意翼型的配置，翼尖用失速性能好的翼型，翼根则用升阻比高、相对厚度大的翼型13. 飞机机翼的主要平面参数有哪些？机翼参考面积S 、翼尖弦长1b 、根梢比01b b η=、机翼展长l 、机翼展弦比2l S λ=、翼型相对厚度c 、翼根弦长b、机翼前缘后掠角χ、扭转角ϕ14.用作图法表示出机翼、鸭翼和平尾平均气动弦的确定方法，并标出机翼的亚音速气动中心位置。

15.说明圆形机身剖面和多圆剖面的构型特点，并对比它们的优缺点。

✈圆形剖面——由一个完整的圆构成优点：受力特性好，结构轻，易于加工，生产成本低缺点：空间有效利用率低✈多圆剖面——由多段圆弧和与其相协调的光滑过渡曲线组成优点：空间能够得到充分利用，适合于直径较小的飞机或具有多层客舱的大型飞机缺点：结构设计及加工性能不如圆形剖面好，生产成本较高16.民用旅客机机身剖面设计中有哪些主要参数？①剖面形状②座椅规格③过道数目及宽度④座椅布置形式⑤客舱地板结构高度⑥地板下货舱形式⑦扶手与侧壁间距⑦客舱装饰层厚度⑨机身框的结构高度⑦行李架设计17.战斗机座舱在机身上的纵向定位主要取决于哪些因素？视界要求、座舱空间要求、气动外形要求、设备舱布置、人员及其他要求18.列举决定战斗机座舱几何尺寸的主要因素。

人体尺寸、座椅尺寸、操作和活动空间、安全弹射离机通道、仪表板、显示器、操纵台、视界—座舱盖、设备安装19.弹舱的设计要求包括哪些主要方面（需加以简要说明）?20.飞机对起落装置设计有哪些基本要求？✈在飞机起飞、着陆过程中能吸收一定的能量，包括垂直和水平方向的✈在滑行、离地和接地时飞机的任何部分不能触及地面✈不允许发生不稳定现象，特别是在最大刹车、侧风着陆和高速滑行时✈起落架特性必须适合于准备使用机场的承载能力21.对装在飞机上的动力装置有哪些要求？a)动力装置引起的附加阻力最小b)进气及排气系统的布置应尽量发挥发动机的应有能力c)发动机推力轴线位置应尽量减少对飞机操纵安定特性的影响d)应保证发动机的使用维护方便e)应防止跑道上的砂粒吸入f)应保证安全防水g)发动机固定接头应简单可靠h)应保证发动机易于拆装22.衡量进气道工作效率的重要参数及其含义是什么？✈进气道出口总压恢复，一般定义为进气道出口气流平均总压与自由流总压之比✈进气道出口流场畸变，表示进气道出口流场中最低总压值与最高总压值之间的相对差别✈进气道阻力，包括外罩阻力、附加阻力、放气阻力和排除附面层产生的阻力等✈对于超声速进气道还有工作稳性的要求，即防止进气道喘振23.机身腹部进气方式有哪些主要的优缺点？✈优点：管道长度较短，在大迎角情况下有助于气流进入进气口✈缺点：单发时需将前起落架布置在进气口之后，导致进气道整流罩的阻力和重量的增加；双发时前起落架则容易布置在两个腹部进气口中间，没有上述问题24.机翼下吊舱式进气道有哪些主要的优缺点？✈优点：进气口远离机身，可提供未经扰乱的气流，所需进气通道非常短；发动机和排气远离机身，在客舱里产生的噪声很小；便于地面维护；发动机重量能产生有助于减轻机翼重量的“展向加载”的效果✈缺点：短舱的存在会干扰机翼的气流，增加阻力、减少升力，为减小这一影响，挂架不应延伸到机翼上表面，也不应环绕机翼的前缘；发动机停车时的偏航力矩大；离地面较近，需采取防尘土和沙石的措施；不便于设计机翼上的增升装置25.布置油箱时应注意哪些基本原则。