飞机研制流程概述(PPT 40页)

飞机研制过程概述
一种新飞机的投入使用，须经过下述四个阶段。
1．拟订技术要求 通常可由飞机设计单位和订货单位协商后共同拟订出
新飞机的战术技术要求或使用技术要求。技术要求确定了 飞机的主要性能指标、主要使用条件和机载设备等。设计 单位必须保证新飞机能达到这些技术要求，订货单位则根 据这些要求来验收新飞机。因此，飞机的技术要求是飞机 设计的基本依据。
前期方案论证
当前的航空技术水平及工艺水 平（制造厂的工艺水平和发展
潜力）
航空发动机性能和价格情况
航空电子机载设备的技术水平
航空科学发展的新理论、新技 术，预先研究的成果
国内外相关的试验机、验证机 的试飞结果
新型飞机概念性方案的 创新（新的设想或想象）
概念设计
工作内容： 初步选定飞机的形式，进行气动外形布局； 初步选择飞机的基本参数； 选定发动机和主要的机载设备； 初步选择各主要部件的主要几何参数； 粗略绘制飞机的三面草图； 初步考虑飞机的总体布置方案，初步的性能估算，检查是否
飞机研制过程概述
2．飞机设计过程
设计单位根据拟订好的飞机技术要求进行飞机设计。一般 分为两大部分：总体设计和结构设计。
总体设计：主要工作是确定全机主要参数，即全机重量 G，发动机推力比和翼载G／S(S为机翼面积)；确定飞机的 基本外形，如机翼、尾翼平面形状、大致尺寸和气动布局； 选择发动机；然后进行飞行性能的初步估算。如满足要求， 则画出飞机的三面图；进行飞机的部位安排；确定结构型 式和主要受力构件布置，并给出飞机各部件的重量控制指 标。
结构设计：在总体设计基础上，进行飞机各部件结构的 初步设计(或称结构打样设计)；对全机结构进行强度计算； 完成零构件的详细设计和细节设计，完成结构的全部零构 件图纸和部件、组件安装图。
飞机研制过程概述
3．飞机制造过程 ． 飞机制造厂根据飞机设计单位提供的设计图纸和
技术资料进行试制。完成后装上全部设备、系统和发 动机，由飞机工厂首批(一般称“0”批，生产2-4架) 试制出来的新飞机即可投入全机强度、疲劳和损伤容 限的验证试验和试飞。
概念设计
有了基本的起飞重量、燃油需求、动力、机翼面积后，可 以选择确定机翼翼形、机身形状等，对全机的大致布局设定。
概念设计
机尾翼翼形、参数等的选择： 机翼面积、展弦比、后掠角（固定翼或可变后掠翼）、相对厚度、 翼型类型、根梢比、舵面的尺寸和布置、安装角（固定翼或可变 后掠翼、上反角
巡航时 起飞时 降落时
飞机研制过程概述
4．飞机的试飞、定型过程在通过全机静强度试验、某些 必要的疲劳、损伤容艰的早期验证试验、起落架试验和全 机各系统试验后进行试飞。
(通过试飞检验飞机的安全性、性能是否满足技术要求。把设计、制 造中和试飞中出现的各种问题，通过更改设计或改进制造方法等全部 排除。最后将飞机定型投入小批量生产。在新飞机的研制过程中，往 往须进行相当数量的科学研究和试验。如：外形须做大量的风洞试验； 对用新材料(如复合材料)制作的结构性能进行某些专题研究和试验； 对某些关键的结构件或结构设计方案进行必要的疲劳或损伤容限的设 计研制试验，为详细设计提供数据或进行早期验证等。)
概念设计
机身是连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件，选择什么 样的机身形状对气动外形和飞机功能影响很大。
概念设计
概念设计
飞机的气动外形设计是一个气动优化迭代过程。飞机外形 设计是指机翼、尾翼和机身等部件主要集合参数的确定。
研制过程中要经过反复的修改与试验才能确定，其中包括 用CFD软件模拟分析和模型风洞吹风试验。
飞机研制的几个重要阶段
前期方案论证
设计方案论证—— 研究设计新飞机的可行性
重要性 飞机总体设计方案评估论证是飞机研制发展过程中的重要
环节，为提高飞机设计质量，加快设计进度，降低开发成本， 必须对飞机总体设计方案进行评估论证。 论证目的
飞机总体设计方案是保证飞机总体设计方案具有很好的可 实施性。
前期方案论证
飞机研制程序
产品研发部
飞机设计的含义
空气动力学 总体设计
航空发动机 结构力学
材料工程
制造技术
航电控制
其它专业
通过分析、综合和创造思维将设计要求转化为 一组能完整描述飞机的参数的过程。
➢ 飞机结构设计将飞机构思变为飞机的技术 过程；
➢ 成功的结构设计离不开科学性与创造性；
➢ 结构设计有其自身的原理和规律，不存在 唯一正确答案，需要不断的探索和完善
可行性论证还包括指标拟定内容，就是根据飞机的具体用 途对指标和技术要求进行分析。
指标和技术要求是如何提出的?
➢军用飞机一般由军方提出。 ➢民用飞机则根据国民经济情况、交通运输结构、航线的类别 和需求、国家的工业基础和技术水平等方面的情况综合考虑后 提出。
飞机的设计指标和技术要求主要包括：用途、装载量或载 客量、航程、速度、机场情况、可能采用的发动机和机载设备、 经济指标、可靠性、维修性和使用维护条件等。军用飞机的指 标和要求还有作战对象、武器配置、典型作战剖面、机动能力、 最大速压、最大过载和重量等，对于这些指标的可行性要加以 论证。
－…
参数选择与 性能优化
细化的参数选择与 性能优化 初步设计
概念设计
根据飞机设计的战术技术指标要求（军方或者航空公司提 出，这些指标主要包含起降性能、平飞性能、机动性能、隐身 性能、经济性等），估算飞机需要的翼载和推重比，这样就确 定了飞机机翼面积、发动机推力要求。
Design point就是设计点应该的推重比和翼载值。
符合飞机设计所要求的性能指标。
概念设计流程
反复循环迭代的过程
设计要求
参数选择与 权衡研究
技术可用性 概念草图
设计要求
设计分析
设计方案
“Design Wheel”
初次估计 的参数选择
新概念构思
设计要求权衡
初始设计
修正设计
初始分析 －ห้องสมุดไป่ตู้动 －重量 －推进
分析 －气动 －重量 －推进 －操稳性 －结构 －费用 －子系统
拟定的技术要求通常包括：
-性能、载荷和使用等技术要求 -适航条例和设计规范 -工艺和生产要求 -环境要求 -成本
技术要求主要有：最大飞行速度，升限，航 程/作战半径，起飞着陆距离， 载重/起飞 重量，机动性指标（加速，最小盘旋，爬 升），使用寿命； 非定量要求：全天候，机场要求，维护要求；
飞机的研制过程