飞行器创新设计
2024年飞行器创新设计大赛策划书
2024年飞行器创新设计大赛策划书尊敬的评委们，大家好！感谢各位评委能够抽出宝贵的时间参加本次会议，为2024年飞行器创新设计大赛提供专业的指导和意见。
在这里，我将向各位介绍本次大赛的背景、目标、规则以及策划方案。
一、背景飞行器是人类科技发展的重要成果之一，不仅可以满足人们对于航空交通的需求，也在探索外太空、科研等多个领域有着广泛的应用。
然而，目前的飞行器设计和技术仍有局限性，例如燃油消耗大、运输能力有限等，需要进一步创新和改进。
为了推动飞行器领域的科技创新，我们决定举办2024年飞行器创新设计大赛。
二、目标本次大赛的目标是鼓励参赛者在飞行器设计方面提出创新的理念和解决方案，以优化飞行器的性能和功能，推动飞行器技术的进一步发展。
同时，我们也希望通过大赛的举办，促进飞行器领域的交流与合作，激发更多人的兴趣和研究热情。
三、规则1. 参赛资格：本次大赛面向全球范围内的个人、团队和企业开放，无论专业背景和经验水平，只要对飞行器设计感兴趣，均可参赛。
2. 参赛项目：参赛者可以提交各类飞行器设计项目，包括但不限于民航飞机、直升机、多轴飞行器、无人驾驶飞行器等。
3. 提交要求：参赛者需提交飞行器设计方案书，包括技术细节、性能参数、应用场景等内容。
设计方案书要求不超过30页，以PDF格式提交。
4. 评审标准：评审将根据创新性、可行性、应用价值等方面进行综合评定，并由评委进行打分。
评审结果将公布在大赛官方网站上。
四、策划方案1. 时间安排：本次大赛将持续6个月，具体时间安排如下：- 报名和方案提交：2024年10月1日-2024年12月31日- 方案评审和初选结果公布：2024年1月-2024年2月- 决赛：2024年3月-2024年4月- 颁奖典礼：2024年5月2. 奖项设置：- 一等奖1名，奖金50万元；- 二等奖2名，奖金30万元；- 三等奖3名，奖金10万元；- 最佳创意奖1名，奖金10万元；- 最佳应用奖1名，奖金10万元。
飞行器轻量化设计和优化新技术探索研究进展
飞行器轻量化设计和优化新技术探索研究进展随着科技的不断发展，航空工业领域对飞行器轻量化设计和优化技术的需求越来越高。
轻量化设计可以有效地降低飞行器的重量，提高飞行性能、节约燃料和减少对环境的影响。
本文将探讨当前飞行器轻量化设计和优化的新技术，并介绍相关的研究进展。
一、轻量化材料的应用轻量化材料是实现飞行器轻量化设计的关键。
传统的金属结构逐渐被轻量化材料所取代，如复合材料、高强度钢材和铝合金等。
复合材料的应用已经在飞机制造领域逐渐普及，其具有优异的强度-重量比，能够显著减轻飞行器结构的重量。
同时，高强度钢材和铝合金在飞行器结构中的应用也被广泛研究，能够提供更高的强度和刚度。
二、结构拓扑优化结构拓扑优化是一种基于数学方法的飞行器轻量化设计新技术。
通过对飞行器结构进行分析和优化，寻找最优的结构形态，以实现减重目标。
这种技术可以显著减少结构的材料消耗和重量，提高结构的强度和刚度。
结构拓扑优化的方法主要包括有限元分析、计算流体力学分析和优化算法等。
三、三维打印技术三维打印技术是一种快速制造技术，可以将数字模型直接转化为实体模型。
在飞行器轻量化设计和优化中，三维打印技术具有重要的应用潜力。
它可以通过增材制造的方式制造复杂形状的零件，以减轻结构的重量。
同时，三维打印技术还可以实现个性化定制和批量生产，提高飞行器制造的效率和灵活性。
四、智能材料的应用智能材料是一类可以对外界刺激做出响应的材料，如形状记忆合金和压电材料等。
在飞行器轻量化设计中，智能材料的应用可以提供更高的结构可控性和适应性。
例如，形状记忆合金可以在应变作用下实现结构的自适应变形，以减轻飞行器的重量。
压电材料则可以通过外加电压或应力实现结构的形状调节和振动控制。
五、多学科优化技术飞行器轻量化设计和优化是一个多学科交叉的复杂问题，涉及结构力学、流体力学、材料科学等多个学科领域。
多学科优化技术的应用可以协调不同学科之间的冲突和矛盾，实现飞行器结构的综合优化。
中国飞行器设计创新大赛规则
中国飞行器设计创新大赛规则中国飞行器设计创新大赛是为了促进中国飞行器设计领域的创新能力和技术水平而举办的一项重要比赛。
本文将介绍该比赛的规则和要求，以及参赛者需要了解的相关信息。
一、比赛背景和目的中国飞行器设计创新大赛是由中国航空学会主办的一项综合性比赛。
其目的是激发青年学生对飞行器设计的兴趣，培养飞行器设计创新人才，推动中国飞行器设计领域的发展。
二、参赛资格1.参赛者必须为中国籍学生，年龄在18至30岁之间。
2.参赛者需组成2-5人的团队，每个团队只能提交一份作品。
三、比赛内容1.参赛作品应为飞行器的设计方案，可以是新型飞机、直升机、无人机等。
2.作品应体现创新和实用价值，具备一定的技术可行性。
3.作品应包括详细的设计图纸、技术参数、性能指标等。
四、评审标准1.创新性：参赛作品的创新性将是评审的重要指标，包括设计思路、结构布局、材料选择等方面的创新。
2.可行性：参赛作品的技术可行性将被评审考量，包括设计方案的可实现性、工艺可行性等。
3.实用性：参赛作品的实用性也是评审的关键指标，包括设计方案的实际应用价值、市场前景等。
五、作品提交和评审流程1.参赛作品需在规定时间内提交，逾期作品将不予接受。
2.评审分为初评和复评两轮，初评将从所有参赛作品中选出优秀作品进入复评。
3.复评将根据评审标准对优秀作品进行综合评比，最终评选出一、二、三等奖。
六、奖励设置1.根据评审结果，将评选出一、二、三等奖，同时设立优秀组织奖、最佳创新奖等特殊奖项。
2.获奖团队将获得奖金、荣誉证书和进一步的项目合作机会。
七、知识产权保护1.参赛作品的知识产权归属于参赛团队，但主办方有权在合理范围内使用作品相关信息进行宣传和推广。
2.参赛作品不得侵犯他人的知识产权，如有侵权行为，由参赛团队承担法律责任。
八、比赛日程安排1.报名时间：XX年XX月XX日-XX年XX月XX日；2.初评结果公示：XX年XX月XX日；3.复评时间：XX年XX月XX日-XX年XX月XX日；4.颁奖典礼：XX年XX月XX日。
创新杯未来飞行器设计大赛获奖名单
“创新杯”第四届全国未来飞行器设计大赛（未来个人飞行器专业组获奖名单）
奖项
作品编号
作品名称
作者姓名
通讯地址
一等奖
gz004
JL-3平台系列飞行器
巨龙/乔燕涛
陕西省西安市友谊西路127号西北工业大学?19舍
gz003
X城市飞行器
周鹏跃/汪雪梅
西北工业大学友谊校区14号学生宿舍
gy043
千鸟——单人柔性扑翼机
李冬磊
南京航空航天大学御道街校区学生宿舍B6-727
gy088
北极星
肖长龙
辽宁营口站前区春光楼里07号3－1－27
gy092
共轴式倾转双旋翼飞行器
曹璇
江西省景德镇市825信箱8室
gy046
黑蝙蝠——个人飞行器
龙骁显
南京市御道街29号转035分箱
gy078
飞行汽车
杨晓文/毛犇/杨谦
PIG-X个人飞行器
何磊
南昌市红角洲丰和南大道696号飞行器工程学院070342班
gy033
Fly-irobot无人全智能灭火飞行器
王若昕
西安市电子一路92号中航工业自控所总师办
gy034
小雨滴个人飞行器
关善龙
辽宁省沈阳市沈北新区沈阳航空航天大学
gy014
可变换翼型的多用途双体飞机
吴新保
山东省聊城市冠县桑阿镇郭家村
lz004
未来先进多用途无人驾驶飞行平台(FMUA)
杨磊/张顺磊/朱伟彬
西北工业大学航空学院01010707班
“创新杯”第四届全国未来飞行器设计大赛(临近空间飞行器业余组获奖名单)
飞行器创新设计
8、飞行器创新设计
• 四代机F-22 • Super Maneuverability • Supersonic Cruise • Stealth • STOL(Short Take-off and Landing)
8、飞行器创新设计
• • • • • • • • UCAV 远航程 长航时 高隐身 超机动 大载荷 自主飞行 纵深打击
轨道方程与宇宙速度
• 航天器的轨道方程为圆锥曲线 圆锥曲线的一般方程为
p r 1 e cos f
其中：r：圆锥曲线的任意一点到焦 点的距离。e ：圆锥曲线的偏心率。p ： 正焦距或半通径。f ： r与焦点至近心点 之间连线的夹角，叫真近点角
轨道方程与宇宙速度
• 圆锥曲线的类型： • e=0时，r=p，圆锥 曲线为圆 • 0<e<1时，圆锥曲线 为椭圆 • e=1且f=180度，圆 锥曲线为抛物线 • e>1时，圆锥曲线为 双曲线
中国航空学会
第三届“创新杯”飞行器设计大赛系列讲座
飞行器创新设计
北京航空航天大学 黄 俊
内容
1、飞行器基本概念 2、设计要求与飞行器设计 3、飞行器设计过程 4、飞行器设计的特点 5、数字化设计技术 6、飞行器的未来发展 7、飞行基本原理 8、飞行器创新设计
1、飞行器基本概念
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
4、飞行器设计的特点
• 作为一种涉及到多个学科的复杂工程系统， 现代飞行器设计一般具有以下特点 • 科学性 • 创造性 • 非唯一性 • 反复迭代，多轮逼近 • 综合与协调
科学性
创造性
非唯一性
反复迭代，多轮逼近
飞行器创新设计大赛策划书
飞行器创新设计大赛策划书一、比赛背景随着科技的快速发展，飞行器已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从旅行、农业到物流等领域，飞行器都扮演着重要的角色。
而在飞行器设计领域，创新设计始终是推动行业进步的重要因素。
为了发现和推广新的飞行器设计理念，我们筹备了这个飞行器创新设计大赛。
二、目标和意义1. 发现和鼓励有创造力和创新精神的设计师，推动飞行器设计领域的进步；2. 激发广大设计师的创新思维，提高设计水平；3. 推广飞行器设计领域的最新技术和成果，促进行业发展；4. 提供一个交流平台，让设计师们相互学习和分享经验。
三、比赛内容和规则1. 比赛内容本次比赛的主题是“未来飞行器设计”。
参赛者可以根据自己的想象和理念设计一款具有创新性和实用性的飞行器，可以是单人乘坐的私人飞行器，也可以是大型商用飞行器等。
2. 参赛要求（1）参赛者必须为个人设计师或设计团队，不限国籍和年龄；（2）参赛作品必须是自己原创的设计，未在其他比赛或展览中展示过；（3）参赛作品需要提供设计图纸、文字说明和实物模型（如果有）。
3. 比赛评选（1）评选委员会由业内专家和知名设计师组成，将根据创新性、实用性、美感等因素进行评分；（2）评选结果将根据评分综合情况决定，并公布在比赛官方网站上；（3）评选结果将评选出一、二、三等奖和优秀奖，并颁发证书和奖金或奖品。
四、赛程安排1. 比赛发布：公布比赛信息、规则、奖项及时间安排等；2. 参赛报名：参赛者填写报名表格，提交设计作品简介和个人或团队介绍；3. 提交作品：参赛者提交设计图纸、文字说明和实物模型（如果有）；4. 评审和筛选：由评审团对参赛作品进行评审并筛选出入围作品；5. 入围展示：入围作品在指定地点进行展示和评选；6. 颁奖典礼：公布评选结果，并为获奖者颁发奖状和奖金或奖品；7. 后续活动：组织获奖作品的展览和交流活动，推广比赛成果。
五、预算和资源1. 预算：根据赞助商和参赛费用，预计需要X万元作为大赛的预算；2. 资源：寻求合作伙伴和赞助商的支持，争取提供奖金、物资和场地等资源。
机械创新设计大赛飞行器说明书(参考样本)
机械创新设计大赛飞行器说明书1. 引言本文档是机械创新设计大赛飞行器的说明书，旨在为参赛选手提供飞行器的设计概念和技术要求的参考。
2. 设计概念2.1 飞行器类型本次设计大赛的飞行器类型是多旋翼无人机。
多旋翼无人机以其灵活性和稳定性而受到广泛关注，可以应用于航空摄影、物流运输、农业植保等领域。
2.2 设计目标本设计的飞行器旨在实现以下目标：•高稳定性：飞行器在各种工况下能够保持平稳飞行。
•高操控性：飞行器可以快速响应操控指令，实现精确操控。
•高安全性：飞行器具备防护措施，避免碰撞及其他意外情况发生。
3. 技术要求3.1 机身设计飞行器的机身应具备以下要求：•材料：选用轻质高强度材料，如碳纤维复合材料。
•结构：采用模块化结构，方便维护和升级。
•设计：合理安排传感器、电池、控制板等组件的布局，以保证飞行器的稳定性和性能。
3.2 动力系统飞行器的动力系统应满足以下要求：•电池：选择高能密度的锂电池，以提供足够的电力。
•电机：选用高效、高转速、低噪音的无刷电机。
•螺旋桨：选择合适的螺旋桨，以实现稳定飞行和高效能。
3.3 控制系统飞行器的控制系统应具备以下要求：•飞控：采用先进的飞行控制器，具备稳定飞行和高精度定位的功能。
•传感器：配置合适的传感器，如陀螺仪、加速度计、GPS等，以实现准确的姿态控制和导航。
•遥控器：设计符合人机工程学的遥控器，方便操控飞行器。
3.4 安全系统飞行器的安全系统应具备以下要求：•防护罩：安装防护罩，避免碰撞时对人和物造成伤害。
•碰撞检测：配置碰撞传感器，及时探测并避免碰撞。
•紧急降落系统：在飞行器遇到故障或紧急情况时，能够进行自动降落。
4. 总结本文档详细介绍了机械创新设计大赛飞行器的设计概念和技术要求。
参赛选手在设计飞行器时，应注重稳定性、操控性和安全性，同时选择合适的材料和组件，以实现设计目标。
通过本次设计大赛，相信能够激发更多机械创新的灵感和创意，推动飞行器技术的发展。
面向“总师型”人才培养的航天飞行器设计课程创新建设
面向“总师型”人才培养的航天飞行器设计课程创新建设作者：时圣波龚春林苟建军谷良贤粟华吴蔚楠来源：《高教学刊》2024年第19期基金項目：教育部产学合作协同育人项目“校企协同实践教学体系与模式师资培训”（220602608103420）第一作者简介：时圣波（1985-），男，汉族，山东菏泽人，博士，副教授，博士研究生导师。
研究方向为飞行器总体及结构设计。
DOI：10.19980/23-1593/G4.2024.19.013摘要：航天飞行器设计是航空宇航科学与技术相关专业本科生的专业核心课程，以培养“总师型”后备人才基本能力和素养为教学目标。
航天飞行器设计涉及要素多、概念多、学科耦合强，强调综合性、系统性和创造性。
该文讨论航天飞行器设计课程的四个主要教学难点，结合西北工业大学办学目标，详尽地阐述课程创新建设思路。
课程在知识体系、教学方法、教学资源方面持续改革，构建“国防战略牵引-航天思政引入-工程案例分析-虚拟仿真强化”的创新教学模式，论述课程创新建设具体实施过程。
通过多维度评价与反馈，课程创新建设效果良好，有力支撑总体专业骨干和总师后备人选培养。
关键词：航天飞行器设计；“总师型”人才培养；系统工程思维；航天特色思政；全过程评价中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）19-0050-04Abstract： Space Vehicle Design is a core course for undergraduates majoring in aeronautical and astronautical science and technology. The aim of the course is to cultivate the basic ability and quality of "chief designer" candidate talents. Space Vehicle Design involves many elements，concepts， and coupling multi-disciplines. Comprehensiveness， systematism and creativity can be emphasized in this course. The four main teaching difficulties of this course are discussed. The ideas of innovation construction are carefully explained in combination with the educational goals of Northwestern Polytechnical University. The knowledge system， teaching methods and teaching resources are persistently improved. An innovative teaching model of 'motivation of national defense strategy - introduction of aerospace ideological and political education - analysis of engineering cases - strengthening of virtual simulation' is constructed. The specific implementation process of innovation construction of this course is described. The innovation construction of this course has a good effect through multi-dimensional evaluation and feedback， which could strongly support the cultivation of the space vehicle conceptual design talents and chief designer candidates.Keywords： Space Vehicle Design; cultivation of 'chief designer' talents; system engineering thinking; aerospace ideological and political education; whole process evaluation发展航天、探索宇宙承载着人类几千年不懈的追逐，航天飞行器寄托着人类拓展时空运用的希望。
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5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
6、飞行器的未来发展
• 要进行面向未来的飞行器创新设计，应该 对飞行器未来可能的发展方向有一定的了 解，才能做到有的放矢
科学性
创造性
非唯一性
反复迭代，多轮逼近
综合与协调
综合与协调
5、数字化设计技术
• 飞行器产品具有外形气动要求严格、设计 更改频繁、产品构型众多、零件材料和形 状各异、内部结构复杂、空间十分紧凑、 各类系统布置密集以及零组件数量巨大
• 飞行器制造技术难度大、研制流程长、工 程艰巨、协作面广、管理困难，是需投入 巨额资金的综合性高技术产业
2、设计要求与飞行器设计
• 根据设计要求，军用飞机的设计要满足设 计规范，民用飞机设计必须满足适航性条 例的要求
2、设计要求与飞行器设计
• 飞行器设计：综合利用现代科学技术成果， 以系统工程的方法，用工程语言(图纸、 技术文件、电子文档)的形式指导飞行器 的制造、试验和使用
• 飞行器设计是飞行器研制过程的重要组成 部分和第一个环节，也是研究飞行器设计 理论、方法和设计过程的一门综合性技术 学科
气层之外的航行活动，又称空间飞行或宇 宙航行 • 航天的实现必须使航天器克服或摆脱地球 的引力，第一、第二和第三宇宙速度是航 天所需的三个特征速度 • 火箭推进技术是航天技术的核心 • 航天器分无人和载人两类：包括人造地球 卫星、空间探测器、载人飞船、空间站和 航天飞机等
航天器
人造地球卫星
航天器
• 航空器飞行中产生的阻力由发动机产 生的推力来克服
飞机升力的产生
影响飞机升力的因素
（1）机翼面积的影响 机翼面积越大，则产生的升力就越大
（2）相对速度的影响 相对速度越大机翼产生的升力就越大
（3）空气密度的影响 空气密度越大，升力也就越大，反之当
空气稀薄时，升力就变小了 （4）机翼剖面形状和翼迎角的影响
影响飞机升力的因素
机翼产生升 力的大小与机翼 剖面形状有关。 在一定迎角范围 内，升力随着迎 角的增大而增大。 当迎角超出此范 围而继续增大时， 则产生失速现象
影响飞机升力的因素
• 翼型和迎角对升力的影响可以通过升力系 数Cy表现出来
• 总结以上因素的影响，升力的公式可写成 （飞机阻力公式的形式完全相同）：
• 飞行器包括航空器和航天器 • 通常把火箭和导弹归属于航天器的范畴 • 火箭是靠火箭发动机提供推进力的飞行器。
导弹是一种飞行武器，它依靠制导系统来 控制其飞行轨迹，目标是把高爆弹头或核 弹头送到打击目标附近引爆，并摧毁目标
航空器
• 航空器是进行航空活动的主体器具
• 航空是指载人或不载人的飞行器
火星探测器
航天器
火卫星星探式测载器人飞船
航天器
登月式载人飞船
火卫星星探式测载器人飞船
航天器
登月式载人飞船
火空卫星间星探站式测载器人飞船
航天器
登月式载人飞船
火空卫星间星探站式测载器人飞航船天飞机
航天器
登月式载人飞船
火空卫星间星探站式测载器人未飞来船空天飞机
2、设计要求与飞行器设计
• 学科：航空宇航科学与技术，飞行器设计， 飞行器设计与工程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
4、飞行器设计的特点
• 作为一种涉及到多个学科的复杂工程系统， 现代飞行器设计一般具有以下特点
• 科学性 • 创造性 • 非唯一性 • 反复迭代，多轮逼近 • 综合与协调
• 航空必须具备空气介质和克服航空器自身 重量的升力
• 航空器分轻于空气和重于空气两类，重于 空气的航空器要有产生相对于空气运动所 需的推力
• 典型航空器包括气球、飞艇、飞机、直升 机、旋翼机扑翼机等
航空器（轻于空气）
航空器（轻于空气）
航空器
航空器
航空器
航空器
航空器
航空器
航天器
• 航天器是进行航天活动的主体器具 • 航天是指载人或不载人的航天器在地球大
中国航空学会 第三届“创新杯”飞行器设计大赛系列讲座
飞行器创新设计
北京航空航天大学 黄俊
内容
➢1、飞行器基本概念 ➢2、设计要求与飞行器设计 ➢3、飞行器设计过程 ➢4、飞行器设计的特点 ➢5、数字化设计技术 ➢6、飞行器的未来发展 ➢7、飞行基本原理 ➢8、飞行器创新设计
1、飞行器基本概念
• 在地球大气层内、外飞行的器械均称为飞 行器
2、设计要求与飞行器设计
• 民用飞机的设计要求一般由飞机制造公司 根据市场调查和对未来空中交通运输的发 展预测自行制订
• 个别情况下由用户提出要求
• 制订民机设计要求要综合考虑以下方面： 世界经济的发展预测、空中运输量、竞争 对手的情况、市场需求量分析与预测等
• 民机设计要求包括：航程、商载、飞行性 能、其它要求（安全、舒适性能）
• 大力发展军事和商业航天，夺取和保持太 空优势地位，是本世纪超级大国和地区性 强国所追求的重要目标
• 航天器的未来发展包括：低成本的运载工 具、小型人造地球卫星、载人航天、空间 天文探测等方面
航天器未来发展
航天器未来发展
7、飞行基本原理
• 飞行器要升空飞行，首先必须具有一 个用来平衡其自身重量的升力
• 航空器的未来发展包括：先进战斗机、无 人侦察与无人作战飞机、大型客机和超音 速运输机、微型航空器、新概念特种航空 器等
• 这些发展方向可以给同学们的创新设计提 供一些参考
航空器未来发展
航空器未来发展
航空器未来发展
航空器未来发展
航天器的未来发展
• 在新的世纪中，太空将进一步成为国家安 全和国家利益的的重点考虑对象
• 设计要求是设计飞行器的依据
• 例如：军用飞机设计要求也叫战术技术指 标，一般由飞机的使用单位(用户)提出
• 制定军用飞机设计要求要从以下方面考虑： 未来政治环境和冲突规模的估计，寿命周 期费用和承受能力估计，未来敌机发展估 计和新技术的风险分析
• 战斗机设计要求包括：性能、推进系统、 重量、综合航电、武器、其他（rmsa）