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
31
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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