超音速客机概念设计项目组工作报告

超音速客机的概念设计——团队工作报告

专业名称航空学院—飞行器设计与工程

团队成员龚雪淳潘环龚德志李亮

指导教师张科施杨华保李斌宋科范宇

完成时间 2008年6月15日

摘要

本项目是进行一款新型的超音速客机的概念设计，项目团队成员由来自西北工业大学航空学院2004级飞行器设计与工程专业的四名本科生及四名指导教师和一名研究生组成。

该项目完成了一款载客量200人，巡航马赫数2.0，航程10000～12000公里的超音速客机概念设计。项目团队成员分别是龚雪淳(团队组长)、潘环、龚德志、李亮，项目指导教师分别是杨华保、张科施、李斌、宋科、范宇。

21世纪,人类对航空器的研究将更加关注,航空技术将成为世界各个国家经济发展的一个最重要的标志！5年前，“协和”客机最后一次让乘客感受突破音障的激动瞬间，由于事故频发，这种高科技产物被迫退出历史舞台。然而，人类追逐超音速旅行的梦想并没有像流星一样，一闪即逝。现在，包括美国、英国、法国、日本、中国、俄罗斯等在内的多个具有航空研发能力的国家都在积极投入大量经费，来研制自己的超音速客机方案，以求在未来的航空领域中占有一席之地，一场没有硝烟的战争已经打响。

通过该项目的团队合作研究，提高了我们的创新能力和分析问题、解决问题的能力，培养了我们严谨认真的工作态度和团队协作的精神，让我们懂得了团队的重要性，懂得了如何与人沟通，协作。同时，项目的实施也让我们提前适应了将来的工作模式和工作氛围，认识上更进一层。

目录

摘要 (1)

第一章项目简介 (3)

1.1 项目选题背景 (3)

1.2 项目团队成员及指导老师情况 (5)

1.3 项目创新点与特色 (6)

1.4 项目成员工作协调情况介绍 (7)

第二章项目研究成果 (8)

2.1 总体研究成果 (8)

2.2 气动研究成果 (12)

2.3 结构研究成果 (14)

2.4 人机环境与关键技术研究 (18)

2.5 项目成果评价 (20)

总结与体会 (21)

附录Ⅰ项目团队例会记录单 (25)

附录Ⅱ设计参数更改记录单 (34)

第一章项目简介

1.1 项目选题背景

自从莱特兄弟为人类插上翅膀的一个世纪以来，飞得“更快、更远、更高”一直是人类不断追求的目标。此间，随着航空技术的不断发展进步，航空运输业也取得了飞跃的发展，为了满足人们超音速飞行的梦想，二十世纪60、70年代，俄罗斯的图-144和英法联合研制的“协和”超音速客机相继登场，演绎了一段曲折、辉煌的超音速客机飞行史，最终由于安全性、经济性等原因退出了历史的舞台。然而，人类的超音速之梦并没有因为前进道路上的一点挫折挥之而去。目前，超音速和高超音速客机方案再次被众多航空大国提上了研制的日程，以求在未来的航空领域中占有一席之地，一场没有硝烟的战争已经打响。

图1.1 协和超音速客机

超音速客机能够满足人们对超音速喷气式旅行的渴望，更重要的是使乘客大大减少不必要的旅行时间，是一种更迅速、更经济的客机。目前全球空运市场的迅速扩大将给超音速客机带来光明的前景。除空客、波音外，全球许多飞机制造商都对第二代超音速飞机有所规划，预计到2025年时，超音速客机市场将迎来高速增长的全盛时期，而到2050年，搭乘超音速航班的旅客将占所有航班乘客的10%至20%，届时在全世界开通的此类航线可能将多达数百条。而在军事上，研究超音速和高超音速技术，可以大大提高一国的航空研发能力和国防实力。

图1.2 波音的HSCT 方案

超音速客机研究的两大难题就是噪音大和成本高，本研究项目首先总结了第一代超音速客机(协和、图-144及波音、洛-马的超音速客机方案)的设计特点及失败的原因，对其存在的问题进行了深入的研究、分析和比较，并提出了可行性的设计技术指标，并由此确定了本研究项目的超音速客机设计方案。

本项目成员都来自航空专业，对飞行器的设计及未来飞行器的设计思想和设计理念尤为关注和热衷，且在此之前已经积累了大量的有关飞机设计方面的知识和实践经验，这些宝贵的知识财富和实践经验帮助我们在此次项目中顺利的进行研究和创新设计。

图1.3 项目组成员知识及经验积淀

飞机总体设计

飞机结构设计

空气动力学

结构力学

飞行器性能计算

飞机操纵性与稳定

性… … 飞机设计大作业

运十机翼机身结构分析

航模制作

知识基础 实践基础

超音速客机

设计

1.2 项目团队成员及指导老师情况

本项目团队成员由来自西北工业大学航空学院2004级飞行器设计与工程专业的四名本科生组成，其分工情况基本如下表1.1

表1.1 超音速客机设计团队成员及导师基本情况

团队成员专业分工指导老师职称研究方向

龚雪淳

(组长)

飞行器

设计与

工程总体设计及小

组工作协调

张科施副教授飞行器设计

潘环气动设计宋科讲师流体力学龚德志结构设计李斌副教授固体力学

李亮人机环境与关

键技术

杨华保/范宇

副教授/

研究生

飞行器设计

由上表1.1可以看出，每一位项目团队成员都有一位专一的指导老师，项目执行过程中针对其进行指导。其中龚雪淳任项目团队学生组的组长，负责超音速客机的总体设计工作和项目成员之间的设计工作协调处理、团队工作汇报等；潘环主要负责超音速客机气动方面的设计工作，包括机翼、垂尾和鸭翼翼型的选择，增升装置的设计，及相关气动特性的分析计算；龚德志主要的任务是进行超音速客机结构受力及气动热的分析，结构布置，材料选择；李亮主要进行超音速客机关键技术，包括音爆、噪音和发动机排放的研究，以及客机内、外环境的分析和有关参数的可行性定量计算。

项目团队的指导老师都来自航空学院，指导老师的负责人、组长是张科施老师，她同时是龚雪淳的设计指导老师，帮助指导其完成总体设计任务；宋科老师主要负责指导潘环进行飞机气动方面的设计工作，给其指引研究方面，提供研究途径和方法；结构设计的指导老师是李斌老师，他对龚德志的结构设计提供了大量的建设性意见和帮助；李亮的研究工作得到了杨华保老师和范宇学长的大力支持。

虽然设计工作有所分工，但是团队是一个整体，项目执行中我们每个成员不仅仅要了解自己主要负责方面的设计、研究情况，也要掌握了解其它方面的有关要求，设计思想。