飞行器总体设计 大作业第二章(2)

第二章总体参数设计2.1参数设计的任务和过程

(1)飞机总体布局形式

(2)起飞总重W0；

(3) 最大升力系数 CLmax ；

(4) 零升阻力系数 CD0；

(5) 推重比 T/W；

(6) 翼载 W/S。

本章中假设飞机的任务要求是已知的，任务书中定义的典型参数有：

(1) 装载和装载类型；

(2) 航程或待机要求；

(3) 起飞着陆场长；

(4) 爬升要求；

(5) 机动要求；

(6) 鉴定基准（例如：实验、航标或军用标准

●2.2飞机起飞重量的估算

●2.2.1飞机起飞重量的分析

设计起飞重量包括空机重量和全部载重，如下图所示：

以及近似计算过程的框图如下：

W 0为飞机的起飞总重，它由以下几部分组成：

e f p W W W W ++=0

)(eq en st f p W W W W W ++++=

Wp ——有效载荷(含乘员)重量；

Wf ——燃油重量，包括任务燃油(可用燃油)、备份燃油(安全余油)及死油三部分； We ——空机重量，主要包括结构(机体、起落架、操纵系统等)重量、动力装置重量及设备重量三部分； 因为：e f p W W W W ++=0

0000)/()/(W W W W W W W e f p ++=

e f p W W W W ++=0/(00)/W W

所以：0

00//1W W W W W W e f p

--=

其中：0/w w f

、0/w w e 分别称为燃油重量系数、空机重量系数。

在有效载重Wp 已知的情况下，求出空机重量系数0/w w e 和燃油重量系数 0/w w f (或

燃油重量f W )，就可求出0W 。

2.2.2各重量系数的预测

一、空机重量系数0/w w e

的确定

起飞重量中,空机重量可以用对应的空机重量系数乘以起飞重量而得到.

空机空重：

E

E O O

W W W W =

⨯ 空机重量系数：

C E

O VS O

W AW K W = 相对于O W 的经验空机重量系数统计值

对于变后掠翼VS K =1.04, 正常机翼VS K =1.00 取 A=0.93, C=-0.07 VS

K =1.00

空机重量系数

0.070.93E

TO TO

W W W -= 二、燃油重量系数0/w w f 的确定

飞行任务中使用燃油重量为 (1)fused ff TO W m W =-

任务燃油重量为 (1)F ff TO fres W m W W =-+ 其中 ff m 为任务燃油系数,fres W 为额外燃油重量, 任务燃油系数ff m = 7

1

0i i i i

W W =+=∏ 这里注意取0W ＝TO W 典型飞行任务剖面图

各任务段重量比的计算： 任务抛面 i i W W /1+

发动机启动和暖机

0.9900 取自AAA 典型的暖机段燃油系数 滑 跑 0.9950 取自AAA 典型的滑跑段燃油系数 起 飞 0.9950 取自AAA 典型的起飞段燃油系数

爬升到巡航高度并

加速到巡航速度

0.9850 根据经验公式

巡 航 0.8185 根据经验公式

待 机 0.9323 根据经验公式取m in 30=ltr E

施放有效载荷 1.0000

待 机 0.9993 式取m in 5=ltr E

根据经验公返 航 0.8185 根据经验公式

下 降 0.9850 取自AAA 典型的下降段燃油系数 着陆、滑行和关机

0.9950

取自AAA 典型的着陆/滑行段燃油系数

现在开始计算空中中巡航段和待机段的重量比 （1）巡航段

5

4

W W

发动机耗油率C 发动机类型

巡航耗油率

待机耗油率

２滑跑

１发动机启动和暖机

起飞

４爬升并加速

５巡航

６待机

７下降

８着陆滑行并关机

本运输机采用双转子，轴流式，高涵道比涡轮风扇发动机V2500这种发动机推力大、耗油率低。查发动机手册知其典型值为0.55(巡航状态)、0.42(待机状态)。

V2500巡航耗油率[H=10670m ， M=0.8， kg/(daN·h)] V2500-A1 0.592 -D5 0.585 -D5 0.585 -D5 0.585 -A5 0.585 -A5 0.585

航程R=4800km,

巡航速度v=0.75*303.85m/s=227.9m/s

C=0.55(1/h)=0.000152777(1/s) ,L

D

=10.09

5

4

W W =exp(

)()RC L V D

-=48000000.000152777

exp()exp(0.3261)0.7217222.910.09-⨯=-=⨯ （2）待机段

6

5

W W

待机时间E=20min=1200s

C=0.42(1/h)=0.000116666(1/s) 此时,L/D=12.59

6

5

W W =() exp(

)exp exp 0.01110.989012.59EC L D -⨯⎛⎫

==-= ⎪⎝⎭

-12000.000116666 燃油重量系数计算

ff m =8

W W =0.9900*0.9900*0.9950*0.9850*0.7217*0.9890*0.9850*0.9950=0.6750

取fres W =1000kg 可得出任务油重系数为

F TO W W =(1-ff m )TO W +fres W =0.3250+1000

TO

W 起飞质量迭代方程及起飞重量的初始确定

对于该客机，tfo W =400kg crew W =600kg PL W =80 000kg 起飞重量： TO crew F PL E tfo W W W W W W =++++ 空机重量：(

)E

E TO TO

W W W W =