飞行器总体设计-简介
空间飞行器总体设计
第一章—绪论1.各国独立发射首颗卫星时间。
表格 1 各国独立发射首颗卫星时间表2.航天器的分类？答：航天器按是否载人可分为无人航天器和载人航天器两大类。
其中，无人航天人按是否环绕地球运行又分为人造地球卫星和空间探测器两大类；载人航天器可以分为载人飞船、空间站和航天飞机。
3.什么是航天器设计？答：航天器设计就是要解决每一个环节的具体设计，其中主要的几个关键内容为：航天任务分析与轨道设计、航天器构形设计、服务与支持分系统的具体设计。
4.画图说明航天器系统设计的层次关系并简述各组成部分的作用。
答：图 1 航天器系统设计的层次关系图(1).有效载荷分系统：航天器上直接完成特定任务的仪器、设备和核心部分；(2).航天器结构平台：整个航天器的结构体(3).服务和支持系统：有效载荷正常工作的必要条件。
①结构分系统：提供其他系统的安装空间；满足各设备安装方位，精度要求；确保设备安全；满足刚度，强度，热防护要求，确保完整性；提供其他特定功能②电源分系统：向航天器各系统供电③测控与通信系统：对航天器进行跟踪，测轨，定位，遥控，通信；④热控系统：对内外能量管理和控制，实现航天器上废热朝外部空间的排散，满足在飞行各阶段，星船各阶段、仪器设备、舱内壁及结构所要求的温度条件；⑤姿态与轨道控制系统：姿态控制--姿态稳定，姿态机动；轨道控制--用于保持或改变航天器的运行轨道，包括轨道确定（导航）和轨道控制（制导）两方面，使航天器遵循正确的航线飞行。
、⑥推进系统：向地球静轨道转移时的近地点与远地点点火；低轨道转移时，低轨到高轨的提升与离轨再入控制；星际航行向第二宇宙速度的加速过程；在轨运行⑦数据管理系统：将航天器遥控管理等综合在微机系统中⑧环境控制与生命保障：维持密闭舱内大气环境，保证航天员生命安全5.航天器的特点及其设计的特点？答：航天器的特点有5个，(1).系统整体性；(2).系统层次性；(3).航天器经受的环境条件：运载器环境、外层空间环境、返回环境；(4).航天器的高度自动化性质；(5).航天器长寿面高可靠性。
2飞行器总体设计-第2章1
2.3 初步重量估计
空机重量估计
对不同类型的飞机，可以统计出一定的趋势
15
2.3 初步重量估计
空机重量估计
We /W0 =AW0C K
vs
A 0.96 1.59 2.34 0.93
{A-公制} C {0.92} {1.47} {2.11} {0.88} -0.05 -0.10 -0.13 -0.07
Wf W0
)W0 (
We )W0 W0
W0估计值
We )W0 Wcrew W payload We/W0方程 W0
W0方程
Wcrew W payload 1 (W f / W0 ) (We / W0 )
迭代计算W0 &Wfuel
任务段中不得进行有效载荷的投放 迭代通常只须几次就可以收敛
40
2.7 飞机气动布局的选择
2.7.1 正常式布局
J8
波音787
41
2.7 飞机气动布局的选择
2.7.2 鸭式布局
随着主动控制技术的发展，电传操纵技术的成熟，把前翼设 计得比较大（相对面积8％～15％）并靠近机翼构成所谓近耦合 鸭式布局已成为现实。
30
2.4 权衡研究（Trade Studies）
方案研究中的一个重要环节是与用户一道 评审和仔细分析设计要求 通过对要求中的项目进行变化，可以分析 出该项目对起飞总重的影响，进而更合理 地确定要求的取值 还可以反映出新技术（如采用某种复合材 料）对设计的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2.4 权衡研究（Trade Studies）
对各专业基本知识的全面了解 ＋创新的思想 ＋美学观点
概念构思的体现 — 概念草图
四轴飞行器设计概述
四轴飞行器设计概述四轴飞行器（Quadcopter）是一种多旋翼飞行器，由四个电动马达驱动，并通过电子系统控制飞行。
它具有垂直起降、悬停、平稳飞行等优点，广泛应用于无人机航拍、物流配送、农业植保等领域。
本文将对四轴飞行器的设计概述进行详细介绍。
第一部分：概述四轴飞行器的设计涉及到机械结构设计、电子系统设计和飞行控制算法设计等方面。
在机械结构设计中，需要考虑到飞行器的重量、稳定性和飞行效率等因素；在电子系统设计中，需要考虑到电机驱动、传感器测量和通信等因素；在飞行控制算法设计中，则需要考虑到姿态控制、导航定位和自主避障等因素。
第二部分：机械结构设计四轴飞行器的机械结构主要包括机体、四个电动马达和螺旋桨等部分。
机体通常采用轻质材料制造，如碳纤维复合材料，以降低飞行器的重量；电动马达通常采用无刷电机，以提高功率输出和效率；螺旋桨通常采用塑料或碳纤维材料制造，以提供升力。
此外，机械结构设计还需要考虑到四轴飞行器的重心位置和稳定性，通过调整电动马达和螺旋桨的布局来实现。
第三部分：电子系统设计四轴飞行器的电子系统设计主要包括电机驱动、传感器测量和通信等模块。
电机驱动模块用于控制电动马达的转速和方向，通常通过电调与飞控板连接；传感器测量模块用于测量飞行器的姿态、加速度、陀螺仪等参数，通常包括陀螺仪、加速度计和磁力计等；通信模块用于与地面控制台进行数据传输和指令接收，通常采用无线通信技术，如蓝牙或Wi-Fi等。
第四部分：飞行控制算法设计四轴飞行器的飞行控制算法设计主要包括姿态控制、导航定位和自主避障等模块。
姿态控制模块用于控制飞行器的姿态，通常采用PID控制算法，通过调节电动马达转速来实现；导航定位模块用于确定飞行器的位置和航向，通常采用GPS和惯性导航系统等；自主避障模块用于识别和规避障碍物，通常采用机器视觉技术和激光雷达等。
第五部分：总结四轴飞行器设计的关键环节包括机械结构设计、电子系统设计和飞行控制算法设计等。
飞行器总体设计
飞行器总体设计1. 简介本文档旨在提供飞行器总体设计的指南。
飞行器总体设计是一个重要的环节，它涉及到飞行器的结构、性能和功能的规划和设计。
一个良好的总体设计可以为后续的详细设计和制造工作奠定基础。
2. 设计目标飞行器总体设计的首要任务是明确设计的目标。
以下是一些常见的设计目标：•性能目标：如最大飞行速度、最大飞行高度、续航时间等；•安全目标：如故障容错能力、自动驾驶功能等；•使用目标：如操作简便性、便携性等；•经济目标：如成本把控、维护成本等。
3. 总体设计流程设计一个飞行器的总体设计可以按照以下步骤进行：3.1. 需求分析在这一阶段，需求分析师会与用户、管理层和技术团队进行沟通，明确设计项目的要求和期望。
需求分析的目标是明确飞行器的功能、性能和限制条件。
3.2. 概念设计概念设计是总体设计过程中的关键步骤。
在这一阶段，设计团队会通过头脑风暴、研究和分析等方法，提出不同的设计方案，并评估各个方案的优缺点。
最终选择一个合适的概念设计方案。
3.3. 详细设计在详细设计阶段，设计团队会对概念设计进行进一步的细化。
这包括细化设计细节、制定规范、进行模型和原型制作等。
在这一阶段，设计团队需要与相关领域的专家进行密切合作，确保设计的可行性和可实施性。
3.4. 验证与验证完成详细设计后，设计团队需要进行验证和验证工作，以确保设计方案的可靠性和性能满足要求。
这包括模拟测试、实验室测试以及现场测试等。
4. 总体设计考虑因素总体设计过程中需要考虑的因素很多，以下是一些重要的方面：•结构设计：包括飞行器的外形、大小、布局和材料等；•动力系统设计：选择合适的发动机和推进系统，确保飞行器的动力满足要求；•电气系统设计：选择适当的电气设备和电池，并设计合理的电气布局；•控制系统设计：设计合理的控制系统，确保飞行器的稳定性和操控性；•传感器系统设计：选择合适的传感器设备，实现飞行器对环境的感知和导航功能；•安全性设计：考虑飞行器的安全性和风险管理，包括故障容错设计和紧急情况处理等。
飞行器总体设计
总体设计有关问题
一、导弹总体设计的主要依据 （1）战术技术要求； （2）完成研制的时间节点和定型时间； （3）研制经费和额度。 二、特点和设计思想 1、技术先进性 （可行性，可靠性，经济性，结 合性）； 2、综合性（系统工程理论和方法：总体与系统、 专业学科之间的矛盾）；
3、可靠性（总体可靠性，局部可靠性，合理分配 指标，冗余和容错技术，单元可靠性，系统可靠性） 可靠性工程； 4、经济性（全寿命期，相对性）。
使用维护要求：部件的互换性、现场安装迅 速性、运输方便、维护方便、操作安全、贮 存期限。
制定依据：作战要求——战术技术任务——战术技术 要求。无论作战要求如何制定，对导弹进行设计之 前，都要由作战要求形成战术技术要求。由作战任 务和技术上实现的可能性确定，它是设计制造导弹 最根本的原始条件和依据。也是用方的验收标准。 制定者：一般由订货方根据战略战术任务、未来 的战斗设想、科学技术水平、经济能力等因素向承 制方提出，也可双方共同论证（战术技术要求拟定 和可行性论证）。
战术导弹特点
北航：于剑桥、文仲辉等
战术导弹特点
1、命中精度高
2、机动能力强 3、系统组成及结构复杂 4、大量采用高新技术 5、品种多、产量大、更新换代快
总体设计
导弹总体设计内涵：导弹总体设计是一门系
统工程学科，其在导弹设计中的作用可概括 为：根据军方拟定的战术技术指标要求，确 定导弹系统总体方案及各主要分系统方案， 完成总体参数优化设计，确定各分系统设计 技术指标及验收办法，组织协调各分系统按 设计流程完成导弹系统参数设计，建立参数 设计体系，设计和组织系统级的地面及飞行 试验，解决导弹研制过程中的跨学科问题。
总体设计是从已知条件出发创造新产品的过程， 是将战术技术要求转化为武器的最重要步骤。 导弹总体设计就是利用导弹技术知识和系统工程 的理论和方法，把各分系统和各单元严密组织协调 起来，使之成为一个有机整体，经过综合协调、折 中权衡、反复迭代和试术知识（应用学科、 基础学科、试验）解决设计过程中的技术问题；应 用系统工程的理论和方法组织和协调各分系统使之 成为一个有机整体；应用优化方法选择和决策，使 之成为一个满足战术技术要求的最优总体。
飞行器总体设计报告(1)
大型固定翼客机分析报告2014-4-28学院：计算机科学与工程学院学号：201322060608姓名：马丽学号：201322060629姓名：潘宗奎目录总结----马丽、潘宗奎 (I)1 大型固定翼客机总体设计.................................................... - 1 -1.1 客机参数............................................................ - 1 -1.2 飞机的总体布局...................................................... - 1 -1.2.1 飞机构型....................................................... - 1 -1.2.2 三面图......................................................... - 2 -1.2.3 客舱布置....................................................... - 2 -2 客机的重量设计............................................................ - 4 -3 大型固定翼客机的外形设计.................................................. - 6 -3.1 翼型................................................................ - 6 -3.2 机翼平面形状的设计.................................................. - 7 -3.3尾翼................................................................. - 8 -4 重量分析................................................................. - 11 -5 气动特性分析............................................................. - 13 -6 性能分析................................................................. - 22 -6.1 商载—航程图....................................................... - 22 -6.2 起飞距离........................................................... - 23 -6.3 进场速度........................................................... - 24 -6.4 着落距离........................................................... - 24 -总结----马丽通过这门课程的学习，大致了解无论是飞行器传统设计流程：首先是根据技术参数、经验和一些简单的分析方法进行初始的设计，然后用较为精确的分析方法对初始设计进行核验，根据核验结果，逐步调整设计参数，直到得到满意的设计方案。
2飞行器总体设计-第2章
该方法适用于如下12种飞机: 自制螺旋桨飞机; 单发螺旋桨飞机; 双发螺旋桨飞机; 农业飞机; 公务机; 涡轮螺旋桨支线飞机; 喷气运输机; 军用教练机; 战斗机; 军用巡逻机,轰炸机和运输机; 水陆两用飞机; 超音速巡航飞机.
第二章 飞机初始总体参数与方案设计 2.2 重量估算(续) 重量估算(
3.升阻比L/D的估算 3.升阻比L/D的估算 升阻比L/D
4.起飞重量的确定 4.起飞重量的确定
5.权衡分析 航程) 5.权衡分析(航程) 权衡分析(
5.权衡分析 航程) 5.权衡分析(航程) 权衡分析(
5.权衡分析 有效装载) 5.权衡分析(有效装载) 权衡分析(
5.权衡分析 有效装载) 5.权衡分析(有效装载) 权衡分析(
图2.3.2 机翼/尾翼浸湿面积估算
2.3 飞机升阻特性估算
对于起飞与着陆,襟翼与起落架对零升阻力的影响比较大, 应予以考虑.襟翼与起落架产生附加零升阻力的值主要同它们的 尺寸,类型有关,其典型值可参照表2.3.3选取.
采用哪个值取决于飞机的襟翼,起落架型式.开裂式襟翼阻力 比富勒襟翼大;全翼展襟翼阻力大于部分翼展襟翼;装在机翼上的 起落架阻力大;上单翼飞机大于下单翼.
7.S-3A反潜机的真实资料 7.S-3A反潜机的真实资料
四轴飞行器设计概述
四轴飞行器设计概述首先是机身结构设计。
四轴飞行器的机身一般由主体机架、飞行控制电路和机载设备等组成。
主体机架通常采用轻质、坚固的材料制作，如碳纤维或铝合金。
其设计应考虑到在飞行中的稳定性和机动性，尽量减少风阻并提高机体刚性。
此外，机身上还需要安装螺旋桨挡板、摄像机支架等附属设备。
其次是电力系统设计。
四轴飞行器的电力系统由电机、电调器和电池等组成。
电机是提供动力的核心部件，一般采用无刷直流电机。
电调器用于控制电机的转速和方向，根据飞行控制信号调节电机的输出功率。
电池则是供给飞行器能量的源头，常用的是锂聚合物电池，其轻量、高能量密度的特点适合飞行器的需求。
控制系统是四轴飞行器的重要组成部分。
其主要功能是稳定和控制飞行器的姿态、高度、速度等。
该系统一般包括陀螺仪、加速度计、飞行控制器等硬件设备以及相关的软件算法。
陀螺仪用于测量飞行器在三个轴向上的角速度，加速度计则用于测量飞行器的加速度。
飞行控制器是整个控制系统的核心，将传感器数据进行处理，并根据预设的飞行控制算法来实现姿态稳定和飞行控制。
设计四轴飞行器还需要考虑到通信系统、导航系统、遥控系统等。
通信系统用于与地面站进行数据传输，如视频传输、遥测数据传输等。
导航系统用于飞行器的位置和定位，一般采用全球定位系统（GPS）等技术。
遥控系统是四轴飞行器的操控手段，一般包括遥控器和接收器等设备。
最后，设计四轴飞行器还需要考虑到安全性和可靠性。
飞行器应具备防风能力，以应对恶劣天气条件下的飞行。
此外，应考虑电池电量、电机温度等因素，以保证系统的安全运行。
对于关键部件如电机、电调器等，应进行质量控制和可靠性测试。
综上所述，设计四轴飞行器需要从机身结构、电力系统、控制系统等多个方面进行综合考虑。
在实际设计中，还需要根据具体应用需求和性能要求进行详细设计和优化。
随着科技的不断发展，四轴飞行器的设计将进一步完善，提升其飞行性能和应用范围。
飞行器设计方案
飞行器设计方案飞行器设计方案一、设计目标：本飞行器设计方案的目标是实现一种安全、自由、高效的飞行器，能够在空中进行长时间的飞行，同时具备一定的载货能力，具备垂直起降的功能，适应各种复杂地形和环境条件。
二、设计原理：本飞行器设计方案基于垂直升降机的原理，采用多旋翼设计，利用多个旋翼提供升力。
通过调节旋翼转速和角度，可以实现飞行器在空中的悬停、前进、后退、左移、右移等动作。
三、主要组成部分：1. 多个旋翼：飞行器采用4到8个旋翼，每个旋翼由一台电动机驱动，通过控制电机的转速和角度，实现飞行器的运动。
2. 机身：机身采用轻量化的合金材料制作，具有良好的刚性和强度，同时尽可能降低飞行器的重量，提高其载货能力。
3. 控制系统：飞行器配备先进的控制系统，通过电子传感器和计算机算法，实现对旋翼的精确控制和飞行器的稳定飞行。
4. 电源系统：飞行器采用高性能的锂电池作为电源，提供足够的电能供应，同时具有较长的续航时间。
四、设计特点：1. 垂直起降功能：由于采用多旋翼设计，飞行器可以实现垂直起降，无需像传统飞机那样需要长跑道，可以在狭小的地面空间内起降。
2. 自由悬停功能：飞行器可以通过调节旋翼的转速和角度，实现在空中的自由悬停，可以停留在任意位置并进行观察、拍摄或其他操作。
3. 灵活机动性：飞行器具有良好的机动性，可以进行前进、后退、左移、右移等动作，适应各种不同的飞行任务需求。
4. 载货能力：由于采用多旋翼设计，飞行器具备一定的载货能力，可以用于物流配送、紧急救援等领域。
5. 安全性：飞行器具备较高的安全性，由于采用多个旋翼，一旦某个旋翼发生故障，其他旋翼仍然能够维持飞行器的稳定，提高了飞行器的安全性。
五、总结：本飞行器设计方案基于多旋翼的设计原理，具备垂直起降、自由悬停、灵活机动等特点，同时具备一定的载货能力和较高的安全性。
将来可以应用于物流配送、紧急救援、科学探测等领域。
该方案可以作为未来飞行器设计和研发的参考。
飞行器总体设计报告
公务机概念设计——火星救援队团队成员：目录第一章设计题目以及需求分析 (1)1.1 设计题目基本要求 (1)1.2 团队确定基本需求 (1)1.3 公务机在中国的发展前景 (1)1.3.1 公务机在中国的现状 (1)1.3.2 公务机在中国的市场预测 (2)1.3.3 中国市场的瓶颈 (2)第二章团队成员及其分工 (3)2.1 团队成员 (3)2.2 具体分工 (3)第三章飞机总体布局设计 (3)3.1 与设计要求相近的飞机资料 (3)3.2 可能的布局形式及其比较 (4)3.3 整体布局的确定 (4)3.3.1 一些相近飞机的总体方案 (4)3.3.2 总体设计过程 (5)第四章机身初步设计 (6)4.1 机身相关参数设计 (6)4.2 机身外形参数 (6)4.3 机身外形示意图 (7)4.4 机身客舱内部设计 (7)第五章飞机主要参数的初步确定 (8)5.1 基本设计参数 (8)5.2 主要总体参数 (8)5.2.1 飞机重量的预估（重量系数法） (8)5.2.2 推重比和翼载荷的确定（界限线法） (11)5.3 重要总体参数总结 (12)第六章机翼外形设计 (13)6.1 翼型的设计和选择 (13)6.2 机翼平面形状的设计 (13)6.2.1 展弦比 (13)6.2.2 梯形比 (13)6.2.3 后掠角 (14)6.2.4 机翼形状其他参数 (15)6.2.5 燃油容量校核 (15)6.2.6根弦和尖弦计算 (15)Y (16)6.2.7平均气动弦长MAC以及位置S6.3 襟翼和副翼设计 (16)6.3.1 襟翼 (16)6.3.2 副翼 (16)6.3.3 扰流板 (16)6.4 前后梁位置 (17)6.5 机翼纵向位置的初步确定 (17)6.6 机翼设计图 (17)6.6.1 机翼平面草图 (17)6.6.2 机翼CATIA设计图 (17)第七章尾翼外形设计 (18)7.1 平尾设计 (18)7.1.1 确定平尾容量 (18)7.1.2 预估尾力臂长度并计算平尾面积 (19)7.1.3 平尾外形设计 (19)7.1.4 升降舵设计 (19)7.1.5 平尾设计图 (20)7.2 垂尾设计 (20)7.2.1 航向机身容量参数 (20)7.2.2 预估尾力臂 (21)7.3 垂尾设计图 (22)第八章动力装置 (23)8.1 发动机选择 (23)8.2 发动机短舱设计 (23)8.3 发动机以及短舱设计图 (24)第九章起落架设计 (25)9.1 飞机重心估算 (25)9.2 起落架相关参数设计 (25)第十章起落架设计 (26)10.1 飞机CATIA模型 (26)10.2 全机渲染图 (27)参考文献 (27)附录 (28)飞机总体设计——公务机概念设计报告第一章设计题目以及需求分析1.1设计题目基本要求表.1 设计题目基本要求1.2团队确定基本要求为了避免与众多团队撞车，我们选择将国内喷气式公务机改为远距离喷气式公务机，如表.2所示：表.2 团队确定的基本要求1.3 公务机在中国的发展前景1.3.1 公务机在中国的现状2003年前后，中国国内的公务机市场几乎由金鹿公务、“山东航空”、“上海航空”三分天下，即海航集团旗下金鹿公务航空，山东航空旗下彩虹公务航空，及上海航空旗下上海航空公务机公司。
飞行器总体设计课程导引
飞行器总体设计课程导引1. 课程介绍●本课程是飞行器设计专业学生的专业必修课，主要讲述飞机总体设计的基本原理和方法。
●系统工程的方法是其处理问题的理论基础，而大量的技术科学如空气动力学、飞行力学、结构分析与设计、材料工程、工程热力学、航空电子学、控制学等又构成其解决具体问题的技术基础。
飞行器总体设计的目的就是要将各个分系统（它涉及各个技术学科）为实现系统的最佳功能而进行恰当的综合。
●体现工程设计的特点：为一定目的进行设计；为最好的实现设计目的，需对各个分系统所涉及的技术问题进行全面的(技术的、经济的)分析、探索，并在此基础上进行最佳的综合折中。
●工程设计：是指设计人员应用自然规律，通过分析、综合和创造思维将设计要求(系统要求)转化为一组能完整描述系统的参数(文档或图纸)的活动过程。
2. 教学内容●飞机设计阶段的划分和飞机设计的依据●飞机构形和发动机的选择●飞机主要参数的确定●各部件外形设计●飞机的总体布置●飞机方案评估分析●飞机设计新技术●飞机总体设计实例3. 教学目标●掌握飞机设计的一般过程和方法。
●融汇贯通先修专业基础课程的知识：飞机总体设计将综合应用空气动力学、飞行动力学、航空发动机原理、飞机结构力学、飞机制造工艺等课程学到的知识。
●提高综合分析、判断和决策能力：面对众多的设计方案中，经过综合分析，作出决策和选择。
●培养团队合作精神：每4~6个学生为一设计小组，分工协作，共同完成资料收集和某飞机总体方案的初步设计工作。
●培养制定计划、组织协调的能力：每个设计小组在14周内完成一个飞机总体设计的初步工作，必须制定计划，分工合理，协调每个学生的进度。
●提高书面和口头表达能力：在本课程结束时，每个设计小组必须提交设计报告，并面向全体同学汇报设计过程和设计方案。
4. 教材●李为吉主编，飞机总体设计，西北工业大学出版社，20055. 参考文献●李为吉主编，现代飞机总体综合设计，西北工业大学出版社，2001●Raymer D. P.，Aircraft Design：A Conceptual Approach，AIAA Education Series, 4th Edition, 2006. （第二版中英对照本：王和平编，现代飞机总体设计，西北工业大学讲义，1995）●顾诵芬等编，飞机总体设计，北京航空航天大学出版社，2001●余雄庆等编，飞机总体设计，航空工业出版社，2000●杨景佐等编，飞机总体设计，航空工业出版社，1991●(俄)叶格尔等著，杨景佐等译，飞机设计，航空工业出版社，1986●Roskam, J.，Airplane Design, Part 1- Part 8, Roskam Aviationand Engineering Corporation, Ottawa, Kansas,1985●Jenkinson, L. R, Simpkin, Paul., Rhodes, D., Civil JetAircraft Design, Arnold, London, 1999●Roger D. Schaufele, The Elements of Aircraft PreliminaryDesign, Aries Publications, California, 2000●Torenbeek, E, Synthesis of Subsonic Airplane Design, DelftUniversity Press, 1982●Taylor, J. W. R., Jane’s All the World Aircraft, Jane’sPublishing Company, London●方宝瑞等编，飞机气动布局设计，航空工业出版社，1997●武文康、张彬乾编，战斗机气动布局设计，西北工业大学出版社，2005●飞机设计手册第四册军用飞机总体设计，航空工业出版社，2005●飞机设计手册第五册民用飞机总体设计，航空工业出版社，2005●侯志兴等编，世界发动机手册，航空工业出版社，1986●“世界民用飞机综合数据”，国际航空，2001年第9期●“世界商用飞机发动机的主要技术数据”，国际航空，2001年第9期●“世界支线飞机综合数据”，国际航空，2001年第4期●“世界支线飞机发动机技术数据”，国际航空，2001年第4期●“世界公务机/通用航空飞机综合数据”，国际航空，2000年第10期6. 作业6.1 作业一：方案设计报告自选一种类型的飞机，参考原准机，自拟设计要求，完成总体方案设计工作。
多功能飞行器设计与实现(总体设计)讲解
副翼的初步参数选取 副翼面积相对机翼面积一般在5%~7%； 副翼相对弦长约为20%~25%； 如采用襟副翼，即后缘 襟翼与副翼合成一块， 其相对展长可达 60%~80%。 一般副翼偏角δa 不超过25º 。
副翼选取曲线范围
4.模型飞机总体设计的步骤
(4)尾翼布置及参数选择
尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，是飞机纵向和侧向 上的平衡、稳定及操纵机构。 尾翼设计的成败，直接关系到飞机的稳定性和操纵 性，同时在一定程度上影响飞机的飞行性能，如速度、 升限等，所以尾翼是根据飞机的操纵 、稳定性要求进行 设计的。
生产定型 阶段
进一步 改进
分析使用环境 拟定设计要求
建立生产线 调整试飞 稳定工艺 定型试飞 批生产飞机 试飞鉴定 否 决策 是 定型试飞 报告 决策 是 批生产飞机 交付部队 否
方案 概念研究 论证设计要求 可行性 否 决策 是 战术技术要求 及概念性方案
3. 总体设计的特点
科学性与创造性
• 应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力 学、结构力学、材料学、自动控制、动力技术、 隐身技术）的成果
翼型是构成翼面的重要部分，直接影响到飞 机的性能和飞行品质 选择翼型时不仅要满足气动要求，还须兼顾 结构、强度及工艺的需要
S l b0 b1
c
——机翼参考面积 ； ——机翼展长； ——翼根弦长； ——翼尖弦长 ； ——机翼展弦比 ； ——机翼前缘后掠角； ——根梢比（梯形比）; ——翼型相对厚度; ——扭转角
4.模型飞机总体设计的步骤
(5)模型飞机的稳定性
LHT SHT 俯仰稳定系数：Api= CHT Cw Sw
Cy 俯仰安定度：mz
X 0 Y0 (0.44CL 0 / 57.3) mz CL c c
四轴飞行器设计概述
四轴飞行器设计概述四轴飞行器（Quadcopter）是一种利用四个独立推进器和旋翼来产生升力和推动力的航空器。
在近年来，四轴飞行器越来越受到人们的关注和喜爱，主要应用于航拍、科研、军事等领域。
本文将对四轴飞行器的设计进行概述，包括结构设计、控制系统、动力系统及其应用。
首先，四轴飞行器的结构设计是实现其飞行功能的基础。
四轴飞行器通常由机身、四个电动机和旋翼组成。
机身主要由轻质材料如碳纤维复合材料制成，以降低重量并提高强度。
电动机安装在机身四个角上，旋翼通过电动机旋转产生升力。
旋翼通常为螺旋桨形状，具有高效的升力产生能力。
此外，四轴飞行器还常配备传感器如陀螺仪、加速度计和磁力计等，用于测量姿态和方向，从而实现稳定的飞行。
其次，四轴飞行器的控制系统扮演着关键的角色。
目前常用的控制系统是基于惯性测量单元（IMU）和比例-积分-微分（PID）控制器。
IMU由陀螺仪和加速度计组成，通过测量飞行器的姿态和加速度信息，并将其传递给PID控制器。
PID控制器根据测量值和目标值之间的误差，并计算出适当的控制信号来调整电动机转速以及旋翼的角度。
通过不断调整，PID 控制器能够实现飞行器的稳定控制。
最后，四轴飞行器的应用非常广泛。
在航拍领域，四轴飞行器可以搭载高清摄像头或无人机相机，实现高空拍摄。
在科研领域，四轴飞行器可以搭载各种传感器进行数据采集，如气象、环境监测等。
在军事领域，四轴飞行器可以用于侦查目标、提供实时视频监控等。
此外，四轴飞行器还可以用于无人驾驶、快递物流等领域，方便高效。
综上所述，四轴飞行器的设计概述包括结构设计、控制系统、动力系统及其应用。
结构设计主要包括机身、电动机和旋翼的设计；控制系统采用IMU和PID控制器实现稳定飞行；动力系统采用锂电池和电调提供动力；四轴飞行器的应用广泛，如航拍、科研、军事等。
四轴飞行器作为无人机的代表之一，具有巨大的发展潜力，将在未来的各个领域发挥更大的作用。
空间飞行器总体设计
1.航天工程系统的组成及卫星的系统组成航天工程系统，简称航天系统。
航天系统是由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。
卫星通常可划分为有效载荷和卫星平台两大部分有效载荷是指卫星上直接完成特定任务的仪器、设备或系统，又称专用系统。
1)科学探测和实验类有效载荷。
2)信息获取类有效载荷。
3)信息传输类有效载荷。
4)信息基准类有效载荷。
卫星平台是由保障系统组成的、可支持一种或几种有效载荷的组合体。
1)结构与机构分系统。
2)热控制分系统。
3)电源分系统。
4)姿态与轨道控制分系统。
5)推进分系统。
6)测控分系统。
7)数据管理分系统。
（星务管理分系统）8)总体电路分系统。
9)返回分系统。
（数传分系统）2.空间飞行器总体设计的阶段划分1)任务分析2)约束条件的确定3)卫星研制技术流程初步制定4)卫星与卫星工程大系统、其他系统之间的接口5)方案优选6)方案论证报告和技术要求3.卫星的主承力构件的三种形式，并比较三种形式的优缺点结构形式承力筒箱式杆系结构设计复杂（构件多，约束多）简单简单传力路线长（贮箱上挂）短短承受载荷大（整星）小小结构工艺很复杂（模具多）很简单（平板）简单工艺品质难保证（圆形、构件多）易保证易保证结构质量较重较轻最轻总装工艺难（贮箱内连）简单简单有效载荷扩展难（承力筒限制）易易周期/成本较长/较高较短/较低较短/较低4.静止轨道双自旋稳定通信卫星和三轴稳定通信卫星总体方案的比较比较因素双自旋稳定三轴稳定姿态和天线指向精度相对低较高扩展性差可增大电池阵块数技术复杂程度较简单较复杂（姿轨控系统）继承性可继承DFH-2技术DFH-3技术风险度大（消旋轴承单点故障）较大(管路泄露,太阳电池板展不开)经济性成本相对低成本相对高5.空间飞行器构型设计概念及构型设计一般原则空间飞行器构型设计（又称为空间飞行器总体结构设计）是对飞行器的外形、结构形式、总体布局、仪器舱布局、质量特性以及与运载器和地面机械设备接口关系等进行设计和技术协调的过程。
未来飞行器设计作品简介
未来飞行器设计大赛
小组作品设计简介
题目空天飞行器
成员姓名（学院专业）：
1.设计背景：随着科学的发展社会的进步，飞行器的能源动力系统一定会迎来一场变革。
宇宙还有许多神秘未知的事物等待着我们去发现，人类向宇宙进发的征程也必将进行。
到时候，人类使用的飞行器必然是远远超过现在的存在，空天飞机不过是稀松平常的飞行器。
2.设计理念：科学技术是人类进步的阶梯。
这次飞行器设计以未来科技为核心，充满未来科技元素风格。
3.创新点：空天一体飞行，利用电磁发动机，新能源动力技术。
4.主要功能：用于交通运输的空天飞机，能同时实现航空航天飞
行。
5.可行性分析：该飞行器预计在未来50年到100年可以实现。
目前，关于理论物理学家正在努力完成力的大一统理论，相信在未来，引力与其他三种力的关系一定能为人所知，而我们在此基础上，将会取得科技的快速发展与进步。
同时，各国对于电磁驱动装置，新型能源动力系统正在不断进行研制中，伴随着理论物理的发展，必将实现重大突破。
我所设计的空天飞行器，使用未来新型能源动力装置。
首先，在机身腹部拥有三个小型的电磁发动机，提供足够的反重力作用力，实现机身的漂浮。
其次，在机体尾部，有一个大型的电磁驱动推进器，用来提供推力，实现飞机的高速飞行。
机翼有助于进一步产生升力，帮助提升飞行高度。
飞行器总体设计
飞行器总体设计
飞行器的总体设计可以包括以下几个方面：
1. 机身结构：飞行器的机身结构是其最基本的组成部分，
通常由机翼、机身和尾翼组成。
机翼负责提供升力，机身
承载载荷和提供尺寸和形状以容纳机载设备和乘客，尾翼
用于控制飞行器的稳定和机动性。
2. 动力系统：飞行器的动力系统可以是内燃机、电池、太
阳能电池板等多种形式。
动力系统的选择应根据飞行器的
尺寸、用途和性能需求等因素进行考虑。
3. 控制系统：飞行器的控制系统包括飞行操纵系统和导航
系统。
飞行操纵系统用于操作飞行器的姿态和运动，导航
系统用于确定飞行器的位置和航向，并提供导航指引。
4. 通信系统：飞行器可能需要与地面控制中心或其他飞行
器进行无线通信，因此通信系统应具备可靠的通信能力。
5. 安全系统：飞行器的安全系统包括避撞系统、防火系统、紧急降落系统等，以确保飞行器在遇到紧急情况时能够及
时采取相应措施保障安全。
6. 载荷和乘员安排：根据飞行器的用途，需要考虑合适的载荷和乘员安排，以满足任务需求，并确保舒适和安全。
7. 结构材料和制造工艺：飞行器的结构材料和制造工艺影响其重量、强度和寿命等性能指标，需要根据需求选择合适的材料和工艺。
总体设计还需考虑飞行器的性能、稳定性、操纵性、经济性和环保性等方面的要求，以及适用的法规和标准。
飞行器总体设计重要知识点
飞行器总体设计重要知识点飞行器总体设计是航空航天工程中的关键环节，它涉及到飞行器的结构布局、性能参数、各种系统的集成以及整体设计思路等方面。
本文将介绍飞行器总体设计的重要知识点，以便读者能够了解到飞行器总体设计的基本原理和关键要点。
一、飞行器总体设计概述飞行器总体设计是指在飞行器的研制过程中，根据设计需求和性能要求，对飞行器的外形、结构和性能进行综合设计的过程。
总体设计是一个系统工程，需要考虑飞行器的任务和使用环境，以及材料、结构、动力、控制、通信等多个方面因素的综合考虑。
二、飞行器外形设计飞行器外形设计是指根据飞行器的使用需求和性能要求，确定飞行器的外部轮廓、舱位布置和外部附件的位置等。
外形设计需要考虑飞行器的气动特性，如气动稳定性和抗阻等方面的要求。
同时还要考虑机载设备的布置，以及乘员或货物的舱位布置，以实现良好的使用性能。
三、飞行器结构设计飞行器的结构设计是指确定飞行器的内部结构和部件，以及安装和连接方式等。
结构设计需要考虑飞行器的强度、刚度和抗疲劳性等性能要求。
同时，还需满足飞行器的重量和材料耐久性等要求。
此外，结构设计还需要保证飞行器的便于制造和维修，以及符合航空法规和标准。
四、飞行器性能参数设计飞行器的性能参数设计是指对飞行器的各项性能参数进行科学合理的确定。
性能参数设计包括飞行速度、爬升率、航程、续航时间、载荷能力等方面的要求。
性能参数设计需要考虑飞行器的任务和使用环境，以及动力系统和控制系统等的匹配。
同时，还需考虑飞行器的经济性和环境适应性等方面的要求。
五、飞行器系统集成设计飞行器系统集成设计是指将各个系统（如动力系统、控制系统、通信系统等）有机地组合在一起，以实现整机性能要求和设计目标的过程。
系统集成设计需要考虑各个系统之间的协调性和相互作用，以及系统之间的接口和数据交换等。
同时，还需满足飞行器整体设计的要求，保证飞行器的安全性和可靠性。
六、飞行器总体设计思路飞行器总体设计需要遵循一定的思路和方法。
2无人机 飞行器设计
27
5、飞行平台的设计 平台重要尺寸的确定
多旋翼平台尺寸有大有小，有高有矮。影响尺寸核心的几个参数：①以动力电池为首的 大尺寸机载物品体积、重量。②旋翼数量与桨径。③任务设备体积。
继续使用例1 的例子，要设计一款搭载佳能5D II及3轴稳定云台的，飞行时间半小时的 多旋翼。动力选型时选择了巡航功率284W的6515电机，配20×7英寸（桨径508mm）螺旋桨。 电池选择了10C,12S,12800mAh的动力电池，其体积为200×100×70mm。另外采购佳能5D II 及3轴稳定云台，总高度为250mm，回转直径300mm。
18
4、载重、航时、总重相互关系计算
（例3）结构重量系数 f结构=0.1，动力系统重量系数 f动力=0.15 的10公斤裸机能飞多久？
W总 10
W任务 0 求解h；代入（10）式，得：
0.6 W任务 0.3
h
W总
0.694
h
0.75 W任务 0.3 W总
0.75
- 0.3 10
1.04 小时 1小时零 2分钟
相机云台接线总共两公斤，所以 W任务 2 ；航时45分钟，h=0.75 ；代入（9）式得：
W总
W任务 0.3 0.6- 0.694h
W总
0.6 -
2 0.3 0.694 0.75
2.3 0.0795
29公斤
15
4、载重、航时、总重相互关系计算
是不是纯电就飞不长呢？
也不是，这需要我们改善加工工艺把机体作轻同时使用更轻量的电机、电调、桨，假设
4、 USB输入接口和通信模块应尽量靠近，连线距离短，减少外在干扰信号 的影响
飞行器总体设计课件(二)
-
火神
B-47
相同类型、级别和性能的飞机可以具有完全不同的布局形式
-
飞机总体设计的任务，就是给出能够满足飞机设 计要求的最佳方案。这是一个渐进的过程，飞机型 式的选择是这个过程的第一步。
飞机的基本型式大致可分为正常式、无(平)尾式、 鸭式和三翼面等。
上单翼、中单翼和下单翼的优缺点的比较见下表：
-
翼-身干扰阻力
结构布置难易/ 重量
机身容积利用 率/机身高度
中央翼盒能否 贯穿机身
翼吊发动机寿 命/维修性
机翼上安装起 落架
对操稳特性影 响
上单翼 中
中单翼 小
易/轻
难/重
好/低
差/适中
可以
不可以
长/难 较长/较易
难/重 较易/较轻
相当于 机翼上反 -
-
三角翼的缺点是升力线斜率较小，低速时需要大 迎角才能产生足够的升力。
改善三角翼的低速特性可采取一些专门措施，如 Jas-39、Saab-37、J-10的近距耦合鸭式布局，“协 和”/图-144在起降时机头下折，有的飞机将前起 落架做成可伸缩的等，但要付出重量代价。
-
Tu-144
-
协和
• 可伸缩的前起落架 • 带有前缘缝翼 • 前缘有扰流片，可延迟机翼- 失速
-
-
大后掠机翼的高速特性较好，小后掠角机翼的低 速特性较好。要兼顾高速和低速性能，可采用变后 掠机翼。
变后掠机翼设计难点之一是飞机的平衡问题：当 增大后掠角时，气动中心后移，重心也后移，但前 者移动量大，飞机会出现低头现象，需要通过调整 燃油来调整重心位置或者增加平尾向下的载荷(同 时增加了配平阻力)来克服。
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课程特点
①综合性 飞机总体设计涉及多学科领域、是一门综合性学科，它不同于飞行 力学、结构力学、发动机原理、飞行控制等一些分析性学科，它须综合 应用各门有关的分析学科的知识与各项先进的航空科学技术。
• ③实践性 • 飞机总体设计又是一项实践性很强的学科，不仅要培养学 生的定性分析能力，还要培养学生的定量计算分析能力，为配合 学生学习掌握飞机总体设计的知识和方法，我们还编写了一套飞 机总体设计软件及详细的使用手册。学生利用这一软件，可以实 现飞机总体设计的各个环节和全部过程，对飞机总体设计方案进 行权衡，改变设计参数，提高飞机性能。
• 本书吸收了国外一些成功的飞机设计经验数据、计算公式，对学生掌握飞机 总体设计方法很有帮助。尽管与实际应用于工业界的方法相比，本书列出的 设计与分析技术是简化了的，但课程内容安排符合学生认识规律。通过这门 课的学习，使读者在定性分析能力、定量估算能力、综合运用能力等方面得 到锻炼提高。
• 本书是国防科工委‘十五’重点教材。在普通高等教育‘九五’国家级重点 教材“现代飞机总体综合设计”一书基础上，经过几年教学实践，做了修改 补充。保持并加强理论严谨、系统性强的特点，力图接近工程实际，对从事 飞机设计的工程技术人员有参考价值，并便于读者自学。
飞行器总体设计教材
国防科工委‘十五’ 规划教材
《飞 机 总 体 设计》
主编 李为吉 编者 李为吉 王正平 艾剑良 杨华保
前
言
• 本书是航空高等院校飞行器设计专业本科生的必修课教材，重点讲述了飞机 总体设计的基本原理和方法。强调飞机总体设计的综合协调、折衷权衡、反 复迭代等特点，通过几个循环，由简到繁完成飞机的总体设计，锻炼增强学 生的综合分析和决策问题的能力。
目
第1章 绪言 第2章 飞机初始总体参数与方案设计
录
2.1方案阻特性估算 2.4 确定推重比和翼载 2.5 总体布局形式的选择（方案设计） 2.6 飞机气动布局的选择 2.7 隐身性能对飞机气动布局的影响 第3章 飞机总体参数详细设计（部件设计） 3.1 设计的任务和步骤 3.2 机翼设计 3.3 机身设计 3.4 尾翼及其操纵面设计 3.5 推进系统的选择与设计 3.6 起落架设计 3.7 飞机初步设计实例 第4章 飞机操纵系统设计与分析 4.1 操纵系统的特性 4.2 现代高速飞机稳定性和操纵性的基本特点和操纵系统设计 4.3 飞机主动控制技术 4.4 电传操纵系统 4.5 综合飞行控制系统 第5章 飞机费用与效能分析 5.1 飞机寿命周期费用的概念和分析方法 5.2 研究发展试验与鉴定费用和生产费用分析——兰德DAPCA IV 模型 5.3 使用保障费用 5.4 飞机作战效能分析 5.5 多任务攻击机概念综合设计的基本原理 第6章 飞机总体参数优化 6.1 飞机总体参数的多学科设计优化 6.2 面向系统设计的方法