第二章无人直升机总体设计PPT课件
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第二章 无人直升机总体设计
内容
• 无人直升机设计技术要求和评价直升机设计方 案的准则 • 无人直升机型式分析与选择 • 直升机主要参数分析与选择
一、无人直升机设计技术要求和评价直 升机设计方案的准则
无人直升机设计的依据：无人直升机设计技术要求
军用无人直升机：战术技术要求
民用无人直升机：使用技术要求
2、设计特性 （1）重量 （2）结构设计准则 3、可靠性 4、维护性 5、可用率 6、环境条件 7、残存性和易损性 8、使用寿命 三、设计与构造： 1、材料性质 2、残存性 3、标准件和材料
四、各功能区的特点： 1、机体 2、起落装置 3、动力系统 4、仪表和导航设备 5、航空电子设备 6、直升机地面移动 7、货物运输
设计规范：
1.2 设计规范和设计定型
1、无人直升机设计规范是在无人直升机设计实践过程中逐步形成 的，它是无人直升机设计和使用实践的积累和总结
2、它是设计过程中必须遵循的指令性文件，也是直升机设计定 型或生产定型、验收的依据
3、内容包括设计情况、安全系数、过载、重量、重心、飞行载 荷、着陆载荷、强度和刚度、动力学特性、配平特性、操纵性 和稳定性、飞行品质、结构试验、飞行试验等 4、它是通用性文件，在具体型号设计要适当剪裁，形成型号设 计规范， 并作为型号验收的依据
•论证、研制、试验和鉴定费用CRDTE
•生产采购费用CACQ包括制造费用CMAN制造商利润CPRO
•使用费用COPS用户在使用期间发生的费用 •处置费用CDISP无人直升机报废后的处置费用
LCC= CRDTE+ CMAN+ CPRO+ COPS+ CDISP
设计定型：
无人直升机的设计定型由专门组织的定型委员会依据研制总要 求和设计规范对新机研制全过程进行审查、考核和验收， 通过后颁发定型证书；
生产定型： 经过设计定型或技术鉴定后的无人直升机系统，新产品生产还 可能会有一定的更改，特别是工艺改进，改进后的无人直 升机系统进入小批量生产。首批生成的无人直升机，经检 验、试飞、工艺质量审查、确认其符Байду номын сангаас批量生产标准，质 量稳定可靠后，生产定型，转入批生产。
2.
3. 4. 5. 6.
现有装备存在的缺陷或不足；
技术、经济可行性分析； 提出战术技术（使用技术）要求； 做出风险分析； 明确研制计划与周期。
1.1.2 (无人直升机技术要求)
小型无人直升机small unmanned helicopter 一、定义： 1、概述 2、任务 应能完成的任务：基本任务和辅助任务 二、特性： 1、性能特性 （1）基本特性 （2）停车性能 （3）机动性 （4）操纵性和稳定性 （5）空气动力学特性
无人直升机研制必须具有明确的指导思想：
正确的研制指导思想应充分考虑有关主客观的条件，工程设计 的一般规律，还应反映国家对直升机发展和应用的方针政策，各种 用户的要求，以及国内外技术水平和动向等一系列情况，并进行综 合分析。 错误的研制指导思想常常会将研制工作引入歧途，造成时间、财 力和人力的大量浪费。 应该把确定正确的指导思想作为研制工作的首要问题来对待，并 将其贯彻始终，以求达到预期目的。
可以进行定量分析；
简单明了，易于在研制阶段运用。
通常评价准则分为三个层次（三级）：
第一级包括功能有效性准则，生产有效性准则和使用有效性准则。 从完成基本任务的有效程度及其技术完善程度出发进行评价的准则 是功能有效性准则；（生产率、重量效率、任务效能） 从结构工艺性和生产条件出发进行评价的准则是生产有效性准则； （劳动量、材料利用系数等） 从使用品质观点来评价的准则是使用有效性准则。（技术维护工时 比、每小时技术维护工作量） 第二级是从经济性观点出发，评价一架直升机在使用时的经济性准 则。（全寿命周期费用、效-费比）
1.1.3 特殊要求举例
表2-2 直升机被撞部位统计 撞击部位 旋翼桨叶 旋翼轴 尾 桨 尾 梁 风挡玻璃 机 头 起落架 机 翼 其他部位 不 详 总 计 撞击次数 620 16 148 21 48 53 28 2 15 231 1182 % 52.5 1.4 12.5 1.8 4.0 4.5 2.4 0.2 1.3 19.5 100
1.1 无人直升机设计技术要求
无人直升机系统因无人直升机的任务不同而不同 1.1.1 设计技术要求的主要内容：
1、任务使命或用途 （1）任务使命或用途
（2）使用环境条件
2、主要装载情况 （1）武器 （2）特种设备 （3）任务载荷
3．主要飞行性能 （1）悬停升限（有地效，无地效）或垂直爬升率 （2）使用升限或最大爬率 （3）最大平飞速度 （4）续航时间或航程（或活动半径） （5）单发停车性能（装有多台发动机的情况）。 4、典型任务剖面（表示无人直升机完成典型任务的飞行航线综合图）
第三级是从经济学观点来评价一种机型在完成一定国民经济任务时 的经济性准则，它是最高一级的准则。
无人直升机系统寿命周期费用构成与概念：
*无人直升机项目的全寿命期是指从项目需求调查、项目可行性论证、 方案论证、生产制造、使用和产品支援以及到寿命后报废处置整个 从项目产生到终结的全过程。
*无人直升机项目全寿命周期内各阶段发生的费用(LCC)总和，称为 无人直升机项目的全寿命周期费用。有四个部分组成：
T0—在基地起动； T1—带载荷、燃油重直起飞； T2—爬高到巡航高度a； T3—飞行d1距离后降落，任务1； T4—垂直起飞； T5—飞行d2距离，无地效悬停、任务2； T6—返回基地； T7—带t分钟余油着陆；
图2-1 直升机的典型使用曲线
技术要求的论证： 1. 需求（作战、使用），对军用无人直升机还有威协 分析；
1.3 评价无人直升机设计方案的有效 性准则
为了对无人直升机总体设计方案进行评价和优选，需要有一个 评价准则；一般最通用、最普遍或最广义的有效性准则就是这种 直升机所完成的有效功与为研制和使用该直升机所花费的总费用 之比——效费比。 当一个总体方案能满足战术（使用）技术要求时，则认为这个 方案是可行的，但它不一定是最优方案。 对有效性准则的一般要求： 尽可能全面地反映对直升机提出的各种要求；
内容
• 无人直升机设计技术要求和评价直升机设计方 案的准则 • 无人直升机型式分析与选择 • 直升机主要参数分析与选择
一、无人直升机设计技术要求和评价直 升机设计方案的准则
无人直升机设计的依据：无人直升机设计技术要求
军用无人直升机：战术技术要求
民用无人直升机：使用技术要求
2、设计特性 （1）重量 （2）结构设计准则 3、可靠性 4、维护性 5、可用率 6、环境条件 7、残存性和易损性 8、使用寿命 三、设计与构造： 1、材料性质 2、残存性 3、标准件和材料
四、各功能区的特点： 1、机体 2、起落装置 3、动力系统 4、仪表和导航设备 5、航空电子设备 6、直升机地面移动 7、货物运输
设计规范：
1.2 设计规范和设计定型
1、无人直升机设计规范是在无人直升机设计实践过程中逐步形成 的，它是无人直升机设计和使用实践的积累和总结
2、它是设计过程中必须遵循的指令性文件，也是直升机设计定 型或生产定型、验收的依据
3、内容包括设计情况、安全系数、过载、重量、重心、飞行载 荷、着陆载荷、强度和刚度、动力学特性、配平特性、操纵性 和稳定性、飞行品质、结构试验、飞行试验等 4、它是通用性文件，在具体型号设计要适当剪裁，形成型号设 计规范， 并作为型号验收的依据
•论证、研制、试验和鉴定费用CRDTE
•生产采购费用CACQ包括制造费用CMAN制造商利润CPRO
•使用费用COPS用户在使用期间发生的费用 •处置费用CDISP无人直升机报废后的处置费用
LCC= CRDTE+ CMAN+ CPRO+ COPS+ CDISP
设计定型：
无人直升机的设计定型由专门组织的定型委员会依据研制总要 求和设计规范对新机研制全过程进行审查、考核和验收， 通过后颁发定型证书；
生产定型： 经过设计定型或技术鉴定后的无人直升机系统，新产品生产还 可能会有一定的更改，特别是工艺改进，改进后的无人直 升机系统进入小批量生产。首批生成的无人直升机，经检 验、试飞、工艺质量审查、确认其符Байду номын сангаас批量生产标准，质 量稳定可靠后，生产定型，转入批生产。
2.
3. 4. 5. 6.
现有装备存在的缺陷或不足；
技术、经济可行性分析； 提出战术技术（使用技术）要求； 做出风险分析； 明确研制计划与周期。
1.1.2 (无人直升机技术要求)
小型无人直升机small unmanned helicopter 一、定义： 1、概述 2、任务 应能完成的任务：基本任务和辅助任务 二、特性： 1、性能特性 （1）基本特性 （2）停车性能 （3）机动性 （4）操纵性和稳定性 （5）空气动力学特性
无人直升机研制必须具有明确的指导思想：
正确的研制指导思想应充分考虑有关主客观的条件，工程设计 的一般规律，还应反映国家对直升机发展和应用的方针政策，各种 用户的要求，以及国内外技术水平和动向等一系列情况，并进行综 合分析。 错误的研制指导思想常常会将研制工作引入歧途，造成时间、财 力和人力的大量浪费。 应该把确定正确的指导思想作为研制工作的首要问题来对待，并 将其贯彻始终，以求达到预期目的。
可以进行定量分析；
简单明了，易于在研制阶段运用。
通常评价准则分为三个层次（三级）：
第一级包括功能有效性准则，生产有效性准则和使用有效性准则。 从完成基本任务的有效程度及其技术完善程度出发进行评价的准则 是功能有效性准则；（生产率、重量效率、任务效能） 从结构工艺性和生产条件出发进行评价的准则是生产有效性准则； （劳动量、材料利用系数等） 从使用品质观点来评价的准则是使用有效性准则。（技术维护工时 比、每小时技术维护工作量） 第二级是从经济性观点出发，评价一架直升机在使用时的经济性准 则。（全寿命周期费用、效-费比）
1.1.3 特殊要求举例
表2-2 直升机被撞部位统计 撞击部位 旋翼桨叶 旋翼轴 尾 桨 尾 梁 风挡玻璃 机 头 起落架 机 翼 其他部位 不 详 总 计 撞击次数 620 16 148 21 48 53 28 2 15 231 1182 % 52.5 1.4 12.5 1.8 4.0 4.5 2.4 0.2 1.3 19.5 100
1.1 无人直升机设计技术要求
无人直升机系统因无人直升机的任务不同而不同 1.1.1 设计技术要求的主要内容：
1、任务使命或用途 （1）任务使命或用途
（2）使用环境条件
2、主要装载情况 （1）武器 （2）特种设备 （3）任务载荷
3．主要飞行性能 （1）悬停升限（有地效，无地效）或垂直爬升率 （2）使用升限或最大爬率 （3）最大平飞速度 （4）续航时间或航程（或活动半径） （5）单发停车性能（装有多台发动机的情况）。 4、典型任务剖面（表示无人直升机完成典型任务的飞行航线综合图）
第三级是从经济学观点来评价一种机型在完成一定国民经济任务时 的经济性准则，它是最高一级的准则。
无人直升机系统寿命周期费用构成与概念：
*无人直升机项目的全寿命期是指从项目需求调查、项目可行性论证、 方案论证、生产制造、使用和产品支援以及到寿命后报废处置整个 从项目产生到终结的全过程。
*无人直升机项目全寿命周期内各阶段发生的费用(LCC)总和，称为 无人直升机项目的全寿命周期费用。有四个部分组成：
T0—在基地起动； T1—带载荷、燃油重直起飞； T2—爬高到巡航高度a； T3—飞行d1距离后降落，任务1； T4—垂直起飞； T5—飞行d2距离，无地效悬停、任务2； T6—返回基地； T7—带t分钟余油着陆；
图2-1 直升机的典型使用曲线
技术要求的论证： 1. 需求（作战、使用），对军用无人直升机还有威协 分析；
1.3 评价无人直升机设计方案的有效 性准则
为了对无人直升机总体设计方案进行评价和优选，需要有一个 评价准则；一般最通用、最普遍或最广义的有效性准则就是这种 直升机所完成的有效功与为研制和使用该直升机所花费的总费用 之比——效费比。 当一个总体方案能满足战术（使用）技术要求时，则认为这个 方案是可行的，但它不一定是最优方案。 对有效性准则的一般要求： 尽可能全面地反映对直升机提出的各种要求；