支线客机总体设计new

飞机总体设计报告

支线客机设计报告

组长：

组员：

指导老师：

2011.11.11

支线客机设计

近几年来，飞机行业在整个国际上的发展突飞猛进，尤其是民用航空，在中国，民用航空业开始蓬勃发展。上海商用飞机有限公司成立，ARJ系列飞机已经达到了适航要求。而本组针对中国等发展中国家的国情，预计设计出一款低成本、低油耗的支线客机，从而弥补地面运输的不足。

1、拟定设计要求

针对本小组的设计目的，初步计划以速度换经济。再参照其他支线客机如ARJ—700和新舟600，得出大概的设计要求如下：

最大巡航时速——600km/h.

载客量——90人

满载航程——2200km

起飞场长——1600m

着陆场长——1450m

最大起飞重量——35000kg

巡航高度——8000m=26247ft

2、飞机总体布局设计

由于以上设计要求，发动机用涡轮螺旋桨发动机，双发，下单翼，平直机翼，T形尾，单垂尾，前三点式起落架。画得总体布局草图如下：

3、机身外形初步设计

根据设计要求，该飞机将携带约80个旅客。所以设计成单通道即可，并且根据本飞机的设计目的，针对现有的中国国情，人口数目多，经济还不够发达，所以设计成经济舱类型，两边均为三排座，可以共设计15行，这样总计90人。每个座位宽度选用19in ，过道为典型过道宽度19 in ，整个中机身的内部宽度为148 in (4.76 m)。座椅排距选择35 in ，外加厨房和卫生间长度占36 in ，还有登机门及应急出口，中机身总长691 in(17.55 m) ，长径比4.67 。机身结构采用椭圆结构。地板厚5 in ，壁厚5 in ，集装箱选用2个LD-2 。机身全长1364.96 in(34.67 m)，前机身长219 in(5.56 m)，后机身长455.12 in(11.56 m)。见图：

<1>中机身：

<2>前机身：

长219in（5.56 m），长径比1.39

前机身外形布置：

<3>后机身：

长455.12in （11.56 m ），长径比2.88，上翘角为o 5， 最后得整机机身外形：

4、主要参数的初步确定

<1>重量的预估：

最大起飞重量fuel payload em pty to W W W W ++=

根据同类飞机to W 和empty W 的数据，画在坐标系中，并通过数据拟合的方法，获得to W 和empty W 之间的统计关系图，如下：

再假设三个最大起飞重量，分别为：90000 lbs ，95000 lbs, 100000 lbs 。 计算燃油系数：102.018

5

.03241188

))((ln

=⨯==D L C V Range W W final initial ，

所以得到107.1=final initial W W 。因为final to fuelcruise W W W -=，所以

097.0107

.11

1111=-

=-

=-

=final

initial to

final to

fuelcruise

W W W W W W to

Fres

to taxiin landing to b c accelerate to cruise to takeoff to taxiout to

warmup

t enginestar to

fuel W W W W W W W W W W W W W W W W ++++++

=

+++lim

=0.001+0.0005+0.002+0.097+0.01+0.003+0.049=0.1625。

计算有效载荷：飞机载客90人，每人重75 kg ，每人行李重20 kg ，共计8550 kg=18850 lbs 。

payload fuel totrial W W W W emp tya va il ++= ，to to

fuel fuel W W W W ⨯=

计算得：

与上述参考数据的曲线拟合在一起得到了新的曲线：

得到交点：lbs W to 3.78750

=，lbs W empty 3.47103=，lbs W fuel 9.12796=，lbs W payload 18850=。

<2>推重比和翼载的初步确定：

利用对比分析法：

（1）翼载荷0p ：

15.50720

603.2225.120

22

max '0

=⨯⨯==

着陆

着陆v C p y ρ

022

.675949.0123.158846.1162.06.0116.01122

1'

'0=⨯⨯⨯⨯-=-=

=巡巡油

M q C m p m y

W to trial 90000 95000 100000

W fuel 14625 15437.5 16250 W payload 18850 18850 18850 W empty avail 56525 60712.5 64900

602

.61347240003.13

162.06.0-11q n C 6.011y y '''0=⨯⨯⨯=∙-=

机动允许

允许油m p

15.507),,min('

''0''0'00==p p p p （2）084.085

.06117.035.1171

185.01

0=⨯⨯⨯=∆=

调巡ϕξK P

30.012.01300

0.215

.5070.908f l 908.0max 02

0=+⨯⨯=+=

起滑起飞y C p P

209.01

6117.035.11)6.19116520()1)(1(

max 30

=⨯⨯⨯+=+

=调ϕξϕH y K v

v P 013.01

4377.035.174.62424000

000193.00max 040

=⨯⨯⨯⨯==

调ϕξϕH x p q C P

086.01

4377.035.16.191211K 212

max 2

50

=⨯⨯⨯⨯⨯+=+=调使用使用

ϕξϕH y y n n P

30.0),,,,max(5

0403020100==P P P P P P

结论：该飞机翼载)/10(15.50720m N p =，推重比30.00=P ，所以，

机翼面积：206915

.507109.8

720.5 3510m p g W S to =⨯⨯=∙=

为有效面积，实际面

积取2

75m

起飞推力：

N P g W T to 27.10501830.09.8720.5 350=⨯⨯=∙∙=

5、动力装置的选型

该飞机最大巡航速度为600km/h ，约为0.49Ma ，属于低速飞机，为了使飞

机油耗更低，更经济，所以选用涡轮螺旋桨发动机。涡轮螺旋桨发动机的耗油率与活塞式发动机相近，功率、耗油率的速度特性和高度特性优于活塞式发动机；功率重量比较大，单位迎风面积的功率值较大；故障率低，使用寿命长。但受到螺旋桨效率的限制，只适用于亚声速飞机。该飞机是低速飞机，因此使用选用涡桨发动机。

涡桨发动机功率KW 63016027.105018V =⨯=∙≥起飞起F P 且W SC v P D 4.31890058.0751675258.02

1

2122=⨯⨯⨯⨯=≥

ρ