[学习]飞机设计导论-第1讲
第一讲-飞机总体设计
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意见与建议
办公室：科研南1号楼301 （刘虎） Tel: 010-82339801
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7
教材及部分参考书目
❖ 顾诵芬, 解思适. 飞机总体设计. 北京航空航天大学出版社，2001.
Design. 1987. 8
第一讲：绪论
➢ 1.1 什么是飞机设计？ ➢ 1.2 什么是飞机总体设计？ ➢ 1.3 总体设计的重要性 ➢ 1.4 总体设计的特点 ➢ 1.5 现代设计技术简介 ➢ 1.6 设计中的团队协作
9
1.1 什么是飞机设计？
❖所谓设计，便是创制某一产品之前的构思 和体现这一构思结果的过程
1.5 现代设计技术简介
❖飞机设计过程的演化
现代（1990年 之 后 ）
获取
“定制” （Defineproduce）
外购 支持
· “用户介入” · 大量的律师
用户
工程设计与制造 · 大规模（但更精益）的组织 · 集成化产品团队（IPTs）
· 达到“价值链”的最高点 · 不再有纸制图纸 · 不再有垫片 · “扁平的组织”
•推动力： •外界政治经济环境的变化 •CAD／CAE／CAM、CIMS等技术的迅速发展
33
1.5 现代设计技术简介
数字样机
计算流体力学 （CFD）
虚拟风洞实验 34
1.5 现代设计技术简介
❖计算机辅助飞机概念设计软件
▪ 使得设计者可以迅速地提出一个新颖的设计方案， 并且不断地修改方案和进行权衡研究（trade studies）
飞机总体设计PPT课件
经济性能设计
燃油经济性
在保证飞行性能的前提下，通过 优化飞机气动外形、减轻结构重 量、提高发动机效率等措施，降 低飞机的燃油消耗率。
维护经济性
通过采用先进的维护理念和技术 手段，降低飞机的维护成本和停 场时间，提高飞机的出勤率和利 用率。
直接运营成本
包括燃油费、维护费、机组人员 工资等直接与飞机运营相关的成 本。设计中需要考虑如何降低这 些成本以提高飞机的经济性能。
采用遗传算法、模拟退火等启发 式算法，处理飞机设计中的复杂 问题，寻求全局最优解。
利用代理模型对飞机性能进行快 速评估，减少计算量，提高优化 效率。
多学科优化方法探讨
多学科设计优化（MDO）
综合考虑气动、结构、控制等多学科因素，实 现飞机总体设计的协同优化。
分解协调方法
将复杂问题分解为若干子问题，分别进行优化 后再进行协调，降低问题求解难度。
06
确保飞机满足适航法规和标准的要求，包括噪声、排放等 环保指标。
02
飞机总体布局设计
布局形式的选择与特点
常规布局
水平尾翼和垂直尾翼都 放在机翼后面的飞机尾
部。
鸭式布局
水平尾翼位于机翼的前 面，具有较好的大迎角
特性。
无尾布局
没有水平尾翼，靠机翼 后缘襟翼或扰流片等部
件实现俯仰操纵。
三翼面布局
在常规布局上增加一对 鸭翼。
垂直尾翼
主要功能是保持飞机的方 向平衡和操纵飞机的方向 运动。
V型尾翼
由左右两个倾斜的垂直尾 翼组成，像是固定在机身 尾部带大上反角的平尾。
起落架布局设计
前三点式起落架
自行车式起落架
两个主轮对称地布置在飞机重心之后， 前轮位于机身前部。
91078-飞机总体设计-1. 第一讲-绪论-0303
方案设计可选题目
❖题目1—未来涡桨飞机
➢ 1.1 基本设计要求 （1）载荷能力：75±2名乘客，单通道，单个座位尺寸
激光定位器 放射计 雷达
C3 总计
数量
4
352 1 1 1 1 1
单重 总重 （kg） （kg）
52 208
0.25 88
114 114
172 172
114 114
161 161
82
82
939
尺寸 L×W×H（cm）
5×10×7.5
88个/每投放机 12.5×2.5×2.5
10×5×7.5 7.5×2.5×2.5
2
联合课程
❖北航-普渡飞机设计联合课程计划
▪ 飞机设计导论 – AAE251: Introduction to Aerospace Design
▪ 飞机总体设计 – AAE451：Aircraft Design
3
联合课程
❖北航-普渡飞机设计联合课程计划- 2011年秋季
https://
34
1.1 什么是飞机设计？
❖飞机研制过程 —五个阶段的划分方式
论证阶段
方案阶段
工程研制 阶段
24
方案设计内容与要求
❖三个阶段评审 SRR SDR CoDR
▪ 系统定义评审System Definition Review (SDR) • 约束分析、参数选择 • 初步的权衡研究 • 概念方案的基本描述，布局三面图或立体图 • 方案与其他现有飞机的对比 • 准备采用的新技术 • 注明相对于SRR阶段的变化 •…
飞机总体设计绪论
（1）简报与总报告的规范性 2
（2）展示和表达能力 （3）团队协作能力 （4）设计工作量 课程项目（40%） （5）方案完整性与严谨性 （6）技术可行性 （7）创新意识与能力 （8）个人表现
3 3 4 4 8 8 8
11
方案设计可选题目
v 题目1—未来涡桨飞机（AIAA） v 题目2—高空长航时无人飞行系统（NASA） v 题目3—先进布局宽体客机 v 题目4—先进舰载战斗机 v 题目5—新型高超声速飞行器
7
课程安排
v 历年优秀设计作品展示
课程安排与评分方式
v 历年优秀设计作品展示 – 2013年度
v .
评分方式
v 评分方式 §总分 ＝ 平时成绩＋期末笔试
100％ ＝ 50％ ＋ 50％
＊设计小组
• 平时成绩 ＝ 课程项目 + 考勤 50％ ＝ 40％ + 10%
10
评分方式
的跑道起飞；海拔2370m、气温29.5℃、80%最大起飞 重量条件下，可使用2430m跑道起飞。 （5）巡航Ma 0.62-0.68，最大巡航海拔高度7620m-9450m。
方案设计可选题目
v 题目2—高空长航时无人飞行系统
§来源：NASA2013-2014 大学航空工程设计竞赛 /university-contest/
5
联合课程
“航空航天设计联合课程计划”
......
6
课程安排
v 设计小组—飞机概念方案设计
§任务：根据所给题目，选择某一类型的飞机进 行概念设计，每组应完成至少2个方案的布局设 计与初步布置以进行对比，完成其中至少1个方 案的性能估算，完成演示文稿和设计报告
§人员：每班3个设计小组，每组11人左右 注意：务必保证每个同学都在某一设计小组中！
《飞机设计学》导学案
《飞机设计学》导学案导学目标：了解飞机设计的基本原理和流程，掌握飞机设计中的关键要素和技术，培养对飞机设计的兴趣和研究能力。
一、引言飞机设计学是航空工程领域中至关重要的学科，它涉及到飞行器的外形设计、结构设计、气动力学、机械工程等多个学科领域。
本导学案将引导您深入了解飞机设计学的基本原理和流程。
通过学习本案，您将能够掌握飞机设计过程中的关键要素和技术，为未来的飞行器设计和研发奠定坚实基础。
二、飞机设计的基本原理1. 大气环境对飞机设计的影响1.1 大气层结构及其变化1.2 气压、温度和湿度对飞机设计的影响1.3 高空飞行器设计考虑的因素2. 飞机气动力学基础2.1 升力和阻力的概念及其计算方法2.2 剖面和机翼气动力学性能分析2.3 飞机稳定性和操纵性原理3. 结构力学在飞机设计中的应用3.1 静力学基本原理3.2 结构强度和刚度计算3.3 壳体和梁的应力分析三、飞机设计的流程和方法1. 飞机设计过程概述1.1 设计需求的确定和分析1.2 概念设计和初步设计1.3 详细设计和制造准备1.4 飞行性能测试和验证2. 飞机设计中的关键要素2.1 机翼和机身设计2.2 推进系统设计2.3 起落架和座舱设计2.4 电气系统和航空电子设备设计3. 飞机设计的相关技术3.1 三维建模与仿真技术3.2 材料选择和结构优化技术3.3 飞行器性能预测和分析技术3.4 飞机空气动力学外形设计技术四、飞机设计实例分析1. 非定常飞行器设计案例分析1.1 无人机设计案例1.2 超音速飞机设计案例2. 飞机结构设计实例分析2.1 翼面结构设计案例2.2 机身结构设计案例3. 飞机气动性能分析实例3.1 延展面设计与性能分析案例3.2 机翼和机身气动性能优化案例五、学习方法和能力培养1. 学习方法指导1.1 阅读经典飞机设计著作1.2 参与相关学术研究和项目1.3 实践锻炼和模拟设计2. 能力培养指导2.1 深入了解飞机设计相关领域的前沿进展2.2 培养团队合作和解决问题的能力2.3 提高工程实践和创新能力六、总结本导学案通过介绍飞机设计学的基本原理和流程，引导您深入学习飞机设计中的关键要素和技术。
飞机型号设计知识点图文
飞机型号设计知识点图文飞机型号设计是航空工程中的重要环节，它涉及到飞机的外形、结构、性能和功能等方面的设计。
本文将以图文方式介绍飞机型号设计的相关知识点。
一、气动外形设计飞机的外形设计直接影响着其气动性能。
气动外形设计要考虑到飞机的抗阻力、升力系数、稳定性和操纵性等因素。
下图为常见的几种飞机外形设计。
（插入图片1：常见飞机外形设计）1. 翼形设计翼形是飞机的主要气动部件，直接影响飞机的升力和阻力。
常见的翼形设计包括对称翼、上反翼和下反翼等，每种翼形都有其特定的应用场景和优势。
2. 机身设计机身的外形设计既要保证机身的强度和刚度，又要减小阻力。
常见的机身设计包括圆柱体、椭圆柱体和梯形等形状，不同的设计形状对飞机的阻力和气动性能有着不同的影响。
3. 尾翼设计尾翼主要用于保证飞机的稳定性和操纵性。
常见的尾翼设计包括垂直尾翼和水平尾翼，它们在飞机的升降和方向控制中起着重要作用。
二、结构设计飞机的结构设计要考虑到飞机的强度、刚度和重量等因素。
结构设计中常用的材料有金属、复合材料和高强度合金等。
下图为飞机常用的结构设计形式。
（插入图片2：飞机结构设计）1. 壳体结构壳体结构是飞机的主要结构形式之一，它采用桁架结构和蒙皮结构的组合，保证了飞机的强度和刚度。
2. 桁架结构桁架结构是飞机的另一种常见结构形式，它由桁架和蒙皮组成，可以有效减轻飞机的重量，提高飞机的性能。
3. 复合材料结构复合材料在飞机结构设计中具有重要的地位，其轻质、高强度和抗腐蚀等特点使得飞机的结构更加优化。
三、动力系统设计动力系统设计对飞机的性能有着重要的影响，它包括发动机、燃油系统和推进系统等。
下图为飞机常用的动力系统设计。
（插入图片3：飞机动力系统设计）1. 发动机设计发动机是飞机的核心动力装置，其设计既要考虑到动力输出的要求，又要考虑到重量和空间等限制。
常见的发动机设计包括涡喷发动机和涡轴发动机等。
2. 燃油系统设计燃油系统设计包括燃油的存储、供给和供油等方面，它对飞机的长航程和燃油经济性有着重要的影响。
第01讲—结构设计引论
模拟试验和强度的基本试验。如强度不能满足要求，
则修改尺寸或结构形式，使满足强度要求。
7. 绘制全套结构生产图纸，编制相应的技术文件。
8. 对全机进行疲劳寿命和疲劳强度计算。进行耐久性和 损伤容限分析、结构可靠性分析、动强度计算，给出 结构使用寿命和检查周期。 9. 根据试造、全机静力试验、试飞、全机疲劳试验、耐 久性和损伤容限中发现的问题，修改结构生产图纸和 技术文件。
4. 进行静强度初步估算，初步确定各部件结构的基本尺寸， 然后进行结构优化设计和进一步结构方案比较。最后通 过结构优化设计确定结构的基本尺寸。 5. 画出结构的详细打样图，进行细节设计。
飞机结构设计的基本内容：
6. 对结构进行强度计算(包括静、动强度，疲劳、耐久性 和损伤容限)，在计算过程中如有必要需进行零、构件
飞机结构设计的原始条件有四：
1.结构的外载荷和受力特点
所设计的结构在承受各种规定的载荷状态下，应满足强度、 刚度、寿命和高可靠性等要求。
还必须明确结构的受力特点，如承受的是静载还是动载， 是热应力还是常温情况等。
2.结构外形和空间协调
飞机的理论外形、内部装载位置、主要结构型式等在结构 设计前均已确定，从而使结构外形和可利用的空间受到很大 限制，因此结构设计时要进行外形和空间协调设计，保证外 形与结构各元件间、结构与内部装载间的协调。
2.重量要刚度、寿命和可靠性要求， 并使结构的重量最轻——即最小重量要求。
飞机结构设计的主要要求
3.使用维护要求——主要对应于结构的使用过程
为了确保维护、检修工作的高质量、高效率，结构需要布置合 理的分离面和各种开口。
4.工艺要求——主要对应于结构的生产过程 飞机的制造工艺性与飞机的经济性。 5.经济性要求——对应于结构的全寿命过程
飞机总体设计课件(1)
动性、操稳特性限制要求；寿命要求；强度、刚度、
重量要求；可靠性、维修性、出勤率要求；地面配
套设备及零备件要求；单价及使用寿命的费用要求
等。
(三) 主要性能指标要求
基本状态飞机起飞重量，最大使用表速、M数，
实用升限，最大上升率，规定高度、速度范围内的
加速时间，最大稳定和瞬时盘旋率，过失速机动能
力，最大使用过载，基本及最大航程，起飞速度及
飞行器总体设计
第1章 绪 论
1.1 飞机研制的一般过程
1995年，总参谋部、国防科工委（现总装备部）
等发布了《常规武器装备研制程序》，按其规定，
新飞机的研制分成五个阶段：论证阶段、方案阶段、 工程研制阶段、设计定型阶段、生产定型阶段。
1.1.1 论证阶段
任务： 论证阶段主要是研究新飞机设计的可行性，包
气发动机；装航炮和空空火箭，后期型挂装第一代
空空导弹；装光学-机电式瞄准具；后期型装第一
代雷达。
典型型号：F-86、F-100，米格-15、米格-19。
(其中F-100和米格-19有时被划入第一代超音速战 斗机的范围。)
第二代：20世纪50年代末60年代初开始服役，最
拟试验。
飞机部件及整机要做静力试验，以验证飞机的强 度；起落架还要做动力试验。 飞机总装完成以后在试飞前，要做全机地面共振 试验，以确定飞机的颤振特性；还要做各系统及其 综合的机上地面试验以及全机电磁兼容性等机上地
面试验，为放飞前做最后的验证。
飞机在工程研制阶段，即应拟定考核其能否满足
原定战术技术要求的试飞大纲，并且应尽早培训空、
(1) 飞机的类型和基本任务 (2) 飞机的有效载荷
(3) 飞机的飞行性能指标
(4) 其他方面的要求：电子对抗、隐身、使用维
飞机总体设计课件.ppt
③ 为保证纵向静操纵性，机翼安装角应大于平 尾安装角，即机翼迎角应大于平尾迎角，也即要求 机翼先失速，尾翼后失速。
④ 从亚音速到超音速，焦点后移量大，操纵困 难。
⑤ 机翼的下洗对平尾有不利的影响，布置不当 配平阻力较大。
④ 鸭翼宜先失速(保证纵向稳定性)，即鸭翼迎角 应大于机翼迎角。
⑤ 鸭翼的下洗对机翼的影响必须考虑。亚音速 飞行时，鸭翼下洗所引起的机翼升力增量(方向向 下)与鸭翼的升力大致相当。近距耦合鸭式布局可 明显改善起降性能，对飞行性能的提高也是有利的。
(3) 无尾式 ① 浸湿面积小，阻力小，结构重量轻，比较适 合于以超音速飞行为主的飞机。 ② 纵向配平和操纵均靠升降副翼，升降副翼既 是横向操纵面又是纵向操纵面。为使布置在机翼后 缘的升降副翼获得尽可能大的纵向操纵力臂，同时 为了为保证焦点一般采用小展弦、大后掠三角翼加 边条的形式。
对于强调隐身突防能力的轰炸机，外形基本按照 隐身要求设计，但不能超音速飞行，如F-117A、 B-2等。图
亚音速运输机和旅客机，一般采用大展弦比 (8~10)、小后掠角(35º左右)，用超临界翼型的机翼， 以获得在大巡航马赫数时的高升阻比。图
通用航空飞机——乘员在10人以下的亚音速小飞 机，力求便宜好用，通常采用无尖削比的平直机翼， 展弦比在6以上，正常式布局型式。图
同样的设计要求，会有多种不同的飞机型式。飞 机型式的优劣，是不能以简单的解析式或数字来表 达的。例1 例2
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。
飞机设计导论
《飞机设计导论》Introduction to Aircraft Design题目：飞机的隐身创新设计作者：XXX2008-12-12飞机的隐身创新设计摘要：当莱特兄弟将第一架飞机放飞天空，这就意味着人类又将开辟一个全新的领域--一个在天空翱翔的领域。
随着飞机技术的日新月异，飞机已经不仅仅是人类飞翔梦想的体现，或是一种更加快捷的交通用具，凭着自己的特点和优势，飞机已经成为现代战争中不可缺少的一部分。
战争中，轰炸机的生存能力最差，但是价格却非常昂贵，主要源于地面的攻击使飞机坠落，因此如何提高轰炸机的被识别度是一个十分重要的问题，飞机的隐身技术也就应运而生。
关键词：隐身雷达外形布局引言隐身技术的专业定义是：在飞机研制过程中设法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术，当前的研究重点是雷达隐身技术和红外隐身技术。
简言之，隐身就是使敌方的各种探测系统（如雷达等）发现不了我方的飞机，无法实施拦截和攻击。
飞机隐身技术的最初阶段是为了逃避肉眼、望远镜等观察设备的侦查，所以此阶段的隐身技术主要是降低光特征信号和运用"迷彩"。
主要方法是将机身上部涂上天蓝色的涂料，在机身下部涂上草绿色的迷彩色，迷惑敌人。
这种方法对于低级的观察方法很有效，飞机本就在高空看不太清晰，加之又有迷彩的装饰使得飞机更不易辨认。
但是，有了雷达之后，这种初级隐身就毫无用途了。
为了对付雷达的侦查，隐身技术也就有了进一步的发展。
雷达是向外发射无线电波，遇到飞行目标后一部分雷达波就会反射，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的方位和速度。
为了避免被雷达侦查出来，就要降低对雷达的发射，衡量飞行器雷达回波强弱有一个物理量：雷达散射截面积（英文名称Radar Cross-Section，缩写为RCS），是指飞机对雷达波的有效反射面积，雷达隐身的方法便是采用各种手段来减小飞机的RCS 。
飞机隐身方式一般来说，减少飞机RCS有两种方式：一是改变飞机的外形和结构；二是采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料。
第一讲-飞行器设计导论
飞机总体参数优化
总体参数优化数学模型
min f ( x)( x An ) gi ( x) 0(i 1, 2,..., m) s.t. h j ( x) 0( j 1, 2,..., p)
总体参数优化设计的基本要素 设计变量（起飞总重G、桨盘载荷p、旋翼桨尖速度ΩR、 旋翼实度σ、桨叶片数K、发动机功率N） 目标函数（重量效率、米里准则、生产率、有效载荷、 航程、航时、军用直升机使用效能等） 约束条件（等式约束、不等式约束）
设计规范、定型/适航标准
规范
内容：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
军用飞机、直升机设计定型
由国家组织专门的定型委员会进行审查，主要依据是国军标的相关标准
GJB 4591-1992 武装直升机通用使用要求 GJB 2777-1996 军用直升机验证要求 GJB 4046-2000(K) 直升机桨叶设计要求 …等近二百多个标准
美国RQ-4A全球鹰无人机
基本参数 性能 乘员：0名 长度：13.5 m（44 ft 5 in） 最高速度：650 km/h （404 mp/h） 翼展：35.4m（116 ft 2 in） 航程：36（小时） 高度：4.6 m（15 ft 2 in） 实用升限：20,000 m（65,000 ft） 翼面积：m²（ft²） 空重：3,850 kg（8,490 lb） 载重：10,400 kg（22,900 lb）[2] 发动机：1×AE3007H涡轮扇叶发动机， 31.4Kn（7,050lbf）
91078-飞机总体设计-1. 第一讲-绪论-0303
联合课程
❖北航-普渡飞机设计联合课程计划-2012/2013
https:///~crossley/
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联合课程
“航空航天设计联合课程计划”
......
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课程安排
❖设计小组—飞机概念方案设计
▪ 任务：根据所给题目，选择某一类型的飞机进 行概念设计，每组应完成至少2个方案的布局设 计与初步布置以进行对比，完成其中至少1个方 案的性能估算，完成演示文稿和设计报告
2014 第一讲
飞机总体设计
飞机系 航空科学与工程学院
国家级精品课服务团队
课程负责人 课程组成员
武哲 航空宇航科学与技术学科责任教授
杨超 黄俊 孙康文 罗明强 刘东旭
张云飞 刘虎 李道春 马云鹏 周尧明
助教团队 张夏阳、刘宇轩
1
课程安排
❖课程内容
▪ 课堂讲授 ▪ 专题讲座 ▪ 设计项目 ▪ 课堂展示 ▪ 国际交流
11
方案设计可选题目
❖题目1—未来涡桨飞机（AIAA） ❖题目2—高空长航时无人飞行系统（NASA） ❖题目3—先进布局宽体客机 ❖题目4—先进舰载战斗机 ❖题目5—新型高超声速飞行器
12
方案设计可选题目
❖题目1—未来涡桨飞机
▪ 来 源 ： AIAA2013-2014 大 学 生 团 队 飞 机 设 计 竞 赛 . /DesignCompetitions/
AIAA Education Series, 2010
❖ Nicolai, L. M. 飞机设计基本原理. 赵先宁译. 台北: 徐氏基金会,
1983.
❖ Brandt, S. A., Stiles, R. J., Bertin, etal. Introduction to
第一章 序言
第1章 序言（续）
为配合学生学习掌握飞机总体设计的知识和设计 方法，在编者多年教学和科研工作基础上编制了 一套飞机总体设计教学版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，并可对设计方案进行权衡。 软件和总体参数优化，详细介绍了飞机多学科设计优化方 法的基本原理，常用算法及分析比较，近似技术、计算流程，这 里有我们的研究成果和对某通用航空飞机总体参数优化的详细分 析计算过程。另外，针对飞机总体设计的特点还介绍了面向系统 设计的方法评价准则，建立了多准则决策的层次结构和综合评价 框架。
第1章 序言（续）
第1章 序言（续）
本书将飞机总体设计分为三个方面：方案设计、总体参数设计、 决策与优化。将飞机升阻特性和飞行性能计算与分析的内容有机 的融入到方案设计和总体参数设计的章节中。
第二章讨论飞机方案设计，提出飞机总体设计的第一轮迭代设计 流程，其中包括总体布局及初步分析，起飞重量、翼载和推重比 的计算，升阻特性初步计算，以及各种矛盾因素权衡处理方法。
本书强调了飞机总体设计的综合协调、折衷权衡、反复迭代等 特点，在各个阶段都尽量给出具体的设计步骤。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。本课程介绍了飞机总体设计优化和决 策的基本概念和方法，使读者体验设计的全过程。尽管与实际 应用于工业界的方法相比，本教材所列出的设计与分析技术是 简化了的，但是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 力及联系工程实际能力等方面得到锻炼和提高。
第1章 序言（续）
飞机总体设计是在使用方提出特定设计要求的条件下，选 择并确定飞机布局形式和总体设计参数，经过计算、分析、 修正，使所设计出来的飞机以优良的性能，最大限度的满 足使用方的要求。飞机总体设计是反复迭代逐渐逼近的过 程，满足设计要求，可以有多种可行的方案，确定总体设 计参数和进行分析，也有不同的工作量和精度的方法。飞 机总体设计涉及到多种学科领域，如空气动力学、结构强 度、航空发动机、自动控制、电子技术、材料及工艺等， 特别需要各方面的综合协调。本书作为航空高等院校本科 生教材，强调培养学生的综合和决策问题的能力，内容安 排上也是由简到繁，通过几个循环完成飞机的总体设计。
飞机设计导论(特别版)_飞机概念设计之概论
• 应用设计实验技术（Design of Experiment，DOE） 辨识对目标函数和约束的贡献大小来减少设计变 量的数量
• 响应面 • 拉丁超立方 • …
• 应用近似模型代替需要复杂计算分析的目标和约 束函数，减少计算成本
千里挑一
K. D. 伍德
按图索骥？
• 基本的演化过程
• 生成－分析评估－优化 • 反复迭代 • 多方案的对比
设计要求 主要设计参数 初始方案
• “仁者见仁，智者见智”
• 不同设计者通常会有最适合自 己的工作方式 • 不同类型的飞机应当按照不同 的方式来设计 • 即便是同一类型的飞机也应根 据设计要求的不同开展工作
*McMasters, J. H., Cummings, R. M. AIAA Paper 2003-0553
一言堂Vs裁判组
• 新的问题，新的要求 — 噪音 — 经济性
1998年飞行候机线？(L. M. Nicolai)
一言堂Vs裁判组
• 如何计算各种特性? — 且听其他老师分解 • 基本原则 • 效率为先，精度次之 • 大致估计，重在对比 • 工程估算为主 • 大量已有数据的支撑 • 精度与效率间的权衡
— “Do not „fall in love‟ with your design” • 总是会有的改进余地
• • • • • 起落架够简洁吗？ 机身可否更短些？ 湿面积能否减少？ 设计是否具有改进的潜力？ …
• 必然会根据后续的分析和优化结果进行修改
一言堂Vs裁判组
• “更远、更快、更高（farther、faster、higher）” — 飞行性能的主导地位
从构思到概念机
飞机部件与系统设计-课件-第1讲-绪论
本课程将介绍飞机部件与系统设计的基础知识、设计原则和过程。通过这门 课程，学生将了解飞机部件和系统的分类、功能，以及飞机设计的目标和阶 段。
飞机部件概述
分类
了解飞机部件的不同分类，如机翼、发动机、 起落架等。
功能
探索飞机部件的各项功能和作用，如提供升 力、推动力和降落支撑等。
飞机系统概述
分类
了解飞机系统的不同分类，如动力系统、控制系统和通信系统等。
功能
探索飞机系统的各项功能和作用，如提供动力、控制机动和通信导航等。
飞机设计的基本原理
1 目标
2 原则
了解飞机设计追求的目标，如安全性、经 济性和环境友好性等。
探索飞机设计的基本原则，如重量优化、 结构强度和气动性能等。
飞机设计的过程
1
阶段
了解飞机设计的不同阶段，如概念设计、详细设计和验证验证等。
2
流程
探索飞机设计的典型流程，如需求分析、概念选择和工程实施等。
总结
1 重要概念回顾
2 局限性与出路
回顾本课程中涉及到的一些重要概念和关 键信息。
讨论飞机设计中的局限性，并探讨未来的 发展出路。
参考资料
• XXX教材 • YYY文献 • ZZZ网络资源
【实用】飞机总体设计PPT文档
注意：如果你找到了不同的答案，注明来源（参考文献）
2ห้องสมุดไป่ตู้
飞机总体设计 第一讲
飞机总体设计
飞机设计研究所 航空科学与工程学院
复习题
1. 飞机设计研究所 飞机设计的三个主要阶段是什么？各有些什么
飞机设计研究所
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