飞机总体设计期末整理(打印版)

一、总体

1.飞机设计的三个主要阶段是什么？各有些什么主要任务？

五个阶段：论证、方案、工程研制、设计定型、生产定型

✈概念设计:飞机的布局与构型，主要参数，发动机、装载的布置，三面图，初步估算性能、方案评估、参数选择与权衡研究、方案优化

✈初步设计：冻结布局，完善飞机的几何外形设计，完整的三面图和理论外形（三维CAD模型），详细绘出飞机的总体布置图（机载设备、分系统、载荷和结构承力系统），较精确的计算（重量重心、气动、性能和操稳等），模型吹风试验

✈详细设计：飞机结构的设计和各系统的设计，绘出能够指导生产的图纸，详细的重量计算和强度计算报告，大量的实验，准备原型机的生产

2.飞机总体设计的重要性和特点主要体现在哪些方面？

✈重要性：①总体设计阶段所占时间相对较短，但需要作出大量的关键决策②设计前期的失误，将造成后期工作的巨大浪费③投入的人员和花费相对较少，但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本✈特点（简要阐述）

①科学性与创造性：飞机设计要应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果；为满足某一设计要求，可以由多种可行的设计方案。

②反复循环迭代的过程

③高度的综合性：需要综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调

3.飞机的设计要求有哪些基本内容？

①飞机的用途和任务

②任务剖面

③飞行性能

④有效载荷⑤功能系统

⑥隐身性能要求

⑦使用维护要求

⑧机体结构方面的要求

⑨研制周期和费用

⑩经济性指标

11环保性指标

4.飞机的主要总体设计参数有哪些？

①设计起飞重量W0 (kg)②动力装置海平面静推力T (kg)③机翼面积S (m2)

组合（相对）参数④推重比T/W0⑤翼载荷W0 /S (kg/m2)

5.毯式图

步骤

①保持推重比不变，改变翼载（x轴变量），获得总重曲线（y轴变量）

②推重比更改为另一个值后确定不变，改变翼载（x轴变量），获得总重（y轴变量）。同时需将y轴向左移动一任意距离。

③将这些间隔有规律的分布在不同推重比曲线上的翼载点连接起来，即得到毯式图。

④再考虑加速时间、起降距离等限制条件，得到信息更丰富的毯式图。最佳组合同样位于两条限制线的

相交点。

必要性

✈可直观地查出飞机设计所需的可行区域✈毯式图能明显地说明最小重量（其方向是最底点）

✈

可在毯式曲线之间内插翼载，以便研究翼载情况（从毯式图上移动水平轴）

✈按照符合所有限制要求的毯式曲线上的最低点，可找到最佳飞机设计方案

7.飞行包线

通常由左边界的最小平飞速度、右边界的

a

M数限制和动压限制，以及上边界的静升限组成。一般与飞机气动特性、动力装置推力及其使用特性、飞机结构设计和热载荷设计等因素组成。

8.飞机型式选择的主要内容是什么？

①总体配平形式的选择

②机翼外形和机翼机身的相互位置

③尾翼数目、外形及与机身的相互位置④起落架的类型、形式和收放位置

⑤发动机和进气道的数目和安装位置

⑥机身形状，包括座舱、使用开口及武器布置

9.布局形式及优缺点

正常式布局：水平尾翼位于机翼之后鸭式布局：水平尾翼位于机翼之前

于飞机的重心之前，俯仰力矩在大迎角的情况下提供较大的抬头力矩（上仰力矩），不能够稳定的飞行，因此必须提供足够的低头力矩来平衡之。

前翼尖端涡流布置不当，会引起机翼弯矩增加，阻力增大，所以对于客机常常采用将前翼布置在机翼的远前下方，减少前翼对主翼的气动影响。

特性好③气动

缺点：①无尾飞机配平时，襟副翼升力方向向

襟副翼又要上偏，造成操纵困难，配平阻力增加

缺点：①增加阻力，降低空气动力效率②增加操控系统复杂程度 ③稳定性变化幅度较大④增加生产成本 10. 飞机外形的内容

机身外形、机翼外形、尾翼外形、进气道内形、需整流部分的部件外形 11. 外形隐身设计的基本原则

1) 采用能消除角反射器的外形布局。如采用翼身融合消除垂直侧面机身与机翼的角反射器，采用倾斜的双立尾来消除垂直立尾与平尾的角反射器 2) 变后向散射为非后向散射

3) 采用一个部件对另一强散射部件的遮挡措施，如采用背负式进气道，用机身和机翼遮挡进气道 4) 将全机各翼面的棱边都安排在少数几个非重要的照射方向上去（大于正前方40°以外），使雷达波反射尖峰叠在一起以减少强尖峰个数。

5) 采取措施消除强散射源：采用进气口斜切及将进气道设计成S 弯形；武器尽量内埋，取消外挂 6) 结构细节设计，包括铆钉、台阶等的处理，以及将口盖边缘和缝隙等设计成锯齿形状 7) 当某些部件不能采用外形隐身措施时，可以利用吸波材料降低回波强度 二、机翼

12. 飞机机翼的主要平面参数有哪些？

机翼参考面积S 、翼尖弦长1b 、根梢比01b b η=、机翼展长l 、机翼展弦比2l S λ=、翼型相对厚度c 、翼根弦长0b 、机翼前缘后掠角χ、扭转角ϕ 展弦比

✈ 展弦比越大，即翼展长，翼尖效应对机翼影响区比例越小，其升力线斜率和升阻比都较大 ✈ 由于翼尖涡减小了翼尖处的有效迎角，所以小展弦比机翼的失速迎角大

✈ 大型民用旅客机和军用运输机为提高升阻比，减小升致阻力，展弦比选在10左右 ✈ 战斗机着眼于高机动性和减少超声速阻力，展弦比一般选2.0~4.0 后掠角

✈ 增加后掠角，可以提高临界Ma 数，延缓激波的产生，这是高亚音速飞机采用后掠角的根本原因。 ✈ 后掠角增加，降低气动阻力，但同时会使机翼结构重量增大，选择后掠角时应避开音速前缘，采用

亚音速或超音速前缘 根梢比

✈ 根梢比影响机翼升力沿展向分布的规律，低速平直机翼2~2.5，后掠机翼多在2~6范围内 ✈ 除三角翼外，一般根梢比小于5，以避免翼尖失速

超音速战斗机可采用的机翼平面形状：后掠翼、三角翼、前掠翼 13. 选择翼型和机翼位置

✈ 对于低速飞机，应当采用相对弯度较大的翼型；对于高速飞机则应选取相对弯度较小的翼型或无弯

度（或对称）的翼型，平尾、立尾要采用无弯度（或对称）的翼型

✈ 中单翼的气动干扰阻力最小，下单翼的干扰阻力最大。如果下单翼布局采用整流蒙皮，则可以大大

降低气动干扰。

✈ 轻型飞机采用下单翼，军用战斗机采用中单翼，军用运输机采用上单翼，旅客机采用下单翼