飞机总体设计报告
小型涵道飞机设计报告
小型涵道无人飞机设计报告学生名称：何伟明指导老师：蒋阳（一）内容及要求，1，了解无人机发展状况用途及性能要求2，基本掌握轻型飞机的总体布局方法3，掌握飞行器总体飞机的性能分析和计算方法（二）主要技术指标1，写出总体方案报告2，画出三视图3，估算与分析整体飞机性能设计任务书（一）：涵道无人飞机的性能技术指标及要求（二）：飞机重量估算（三）：飞机推重比及翼载荷的计算1，起飞推重比2，起飞翼载荷（四）：飞机布局形式的选择1，总体布局形式的选择2，部件布局形式的选择（五）：飞机动力装置的选择1，涵道的参数2，进气口面积的计算与选择（六）：飞机部件几何参数的选择与计算1，机翼几何参数的选择与计算2，机身几何参数的选择与计算3，尾翼几何参数的选择与计算（七）:机翼和尾翼翼型的选择1，机翼翼型的选择2，尾翼翼型的选择（八）：飞机总体飞行性能参数计算与校验1，速度特性2，起降特性（九）飞机三视图(一) 涵道无人飞机的性能技术指标及要求1，失速速度：70Km/h=63.79ft/s2，最大速度：100Km/h=91.13ft/s3, 起飞距离55m=180.45ft4, 续航时间：6min=360s5，动力装置：90mm涵道6，动力来源：6s电池，两块6s的电池并联（二）飞机重量估算起飞重量计算起飞重量主要由飞机空重We，飞机的任务油重Wf（这次设计主要是电池，所以不涉及到油的重量），和任务载荷Wp用公式表达为Wo=We+Wp用空重系数表达为Wo=Wp/（1-We/Wo）本次设计把电动涵道，电池，电调，舵机重量，起落架作为任务载荷即Wp=W（涵道）+W(电池)+W(电调)+W(舵机)+W(起落架)飞机空重系数表达式：We/Wo=0.99Wo09.0-因本次飞机采用玻璃纤维-环氧树脂结构，而不是高级的复合材料，统计的估算表明，用玻璃纤维-环氧树脂复合材料制成的自制飞机的空重系数大约是金属自制飞机空重系数的0.85倍，所以飞机空中系数调整为We/Wo=0.8415Wo09.0-任务载荷重量主要由电动涵道（400克）, 两块6s电池(500)，5个舵机（55克/个）起落架加电调共475克即Wp=2150克=4.74Ib即Wo=4.74/(1-We/Wo)= 0.8415Wo09.0-数据进行迭代通过计算迭代所得重量取起飞重量：6.4Kg 空机重量：4.24Kg 任务载荷：2.15Kg (三)飞机起飞推重比和起飞翼载荷的计算起飞推重比（T/W）的计算因为预先得知本次设计的飞机有足够的推力，，考虑到飞机翼尖失速问题，所以选经典展弦比作为参考值7所以暂选展弦比为A=6.5根据经验公式：Kmax=0.88√（A/C总废阻）A :展弦比 6.5C总废阻：这个是总废阻力系数，是由飞机零升阻力系数和飞机巡航时的诱导阻力的总和，因为现在还没有具体的气动外形，这里就根据经验取飞机的零升阻力系数CD为0.02，诱导阻力系数根据公式C诱=CL2/∏×A e,这里的C L是升力系数，暂取经验升力系数为1.2，根据公式估算到诱导阻力为0.08，所以总的废阻力系数为0.09所以Kmax=0.8√（6.5/0.09）=7计算值巡航T/W=1/(L/D)=1/7=0.143hp/kg经验公式hp/Wo=aVmaxC其中a=0.004 c=0.57hp/Wo=0.004 Vmax 57 .0取最大速度Vmax=100Km/h=91ft/s代入公式的hp/Wo=0.052hp/Ib=0.1146hp/Kg已知90mm涵道飞机的静推力是3.3kg所以T/W=3.3/6.8=0.48因本次设计不涉及油的重量，所以不涉及到起飞还是巡航，只涉及到电池的放电时间，综上取最大推重比0.48 翼载荷的计算根据失速速度确定的翼载设计要求失速速度为Vm in70Km/h=63.79ft/sW1=0.5ρVm in2sC L海平面：ρ=0.00238sLug/ft3起飞升力系数CL tekeoff =0.8 CL max根据资料所得CL max =1.5 代入上式得CL tekeoff=1.2又Vm in≦63.79ft/s将以上数据代入升力公式W1/S≦0.5ρVm in2C L=5.81Ib/ft2根据最大航时确定的翼载本次设计最大航时为6min，为涵道式喷气式飞机其计算公式为W/S=0.5 ρVm in2√∏AeC Dρ=0.00238sLug/ft3Vm in =63.79ft/s A=6.5 CD=0.09(上面已估算)W/S=5.86 Ib/ft2综上取最小翼载为5.86 Ib/ft2，最大推重比为0.48(四）飞机布局形式的选择常见的飞机总体气动布局形式1，常规布局，就有大量的设计经验可供参考2，鸭式布局气动效率高，当我们的设备都放在比较靠后，将使飞机重心进一步后移，会加大飞机的静不稳定性，所以不采用。
飞机总体设计概略
新飞机的研制分成五个阶段：(1)论证阶段、(2) 方案阶段、(3) 工程研制阶段、(4) 设计定型阶段、(5) 生产定型阶段论证阶段任务：研究新飞机设计的可行性，包括技术可行性和经济可行性。
方案阶段任务：根据批准的《某型飞机战术技术要求》设计出可行的飞机总体技术方案。
主要工作内容：★确定飞机布局形式、总体设计参数★选定动力装置、主要系统方案及主要设备★机体主要结构材料和工艺分离面等★形成飞机的总体布置图、三面图、结构受力系统图★进行重心定位、性能、操稳计算，结构强度和刚度计算★提出对各分系统的技术要求★最终要制造出全尺寸的样机或绘制电子样机，进行人机接口、主要设备和通路布置的协调检查以及使用维护检查。
对飞机而言，此阶段即为飞机总体设计阶段工程研制阶段任务：根据方案阶段确定的飞机总体技术方案，进行飞机的详细设计、试制、地面试验、试飞准备等。
工程研制阶段的最终成果是试制出供地面和飞行试验用的原型机4~10架，并制定试飞大纲和准备好空、地勤人员使用原型机所需的技术文件，具有进行试飞所必需的外场保障设备设计定型阶段新飞机首飞成功后即应按试飞大纲要求，进行定型试飞。
调整试飞、鉴定试飞、定型试飞在其整个寿命期内，机上设备和发动机的更换是必然的，这往往称为寿命中期改进战术技术要求是军用飞机型号研制的重要技术文件，其既是型号研制的依据，又是该型号国家定型验收的依据。
提出战术技术要求的依据通常有四个方面：(1) 对未来战斗的设想和本国的战略战术思想；(2) 空军在未来战争中的任务和战术使用原则；(3) 部队的使用经验和失败教训；(4) 技术上实现的可能性。
制定战术技术要求的基本问题是如何正确处理需要与可能的关系，即新机的战术技术要求既要满足适用性、先进性和系统性的要求，又要符合合理性、现实性和经济性的要求。
战术技术要求的具体内容为：(一) 使用要求(二) 作战效能要求(三) 主要性能指标要求，(四) 研制的主要地面试验(五) 飞行试验干线运输机一般指客座数大于100、满载航程大于3000km以上的大型客货运输机满客航程大于6000~7000km的称为中/远程干线运输机，常用于国际航线上。
飞行器总体设计报告1要点
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201322060608 学号：马丽姓名：201322060629 号：学姓潘宗奎名：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。
飞机总体设计分析与评估
飞机总体设计分析与评估本文将对飞机总体设计进行分析与评估，以便增进对飞机设计的理解和能力，提高飞机设计的质量。
飞机总体设计考虑的因素众多，要将这些因素协调一致，确保飞机的安全性、可靠性和效率性，是一个复杂而艰巨的任务。
一、概述飞机总体设计是一个综合性的工作。
包括气动特性、结构特性、动力特性、控制特性等多方面因素，需要考虑到现代科技的发展和运用，也要考虑到经济利益的平衡等，才能取得最佳的设计效果。
一般来说，飞机总体设计的目标是要实现飞行的效率性、舒适性、安全性、可靠性、维护性以及经济性等因素的协调。
二、气动特性气动特性是飞机设计中最关键的因素之一。
对于一个成功的设计来说，其空气动力学特性必须满足以下几个要点。
1.飞机的描绘形状需要尽量确认，以改进气动特性。
飞机描绘形状的优化可以改进飞机气动特性，提高飞机的飞行效率和空气动力学稳定性。
2.飞机的机翼布局也是影响飞机气动特性的重要因素。
机翼的主翼面积和展弦比等参数也要充分考虑，以改进飞机的升力和阻力，确定机翼的展布方案和控制面的设置，提高飞机气动效率。
3.飞机的尾部设计也是影响飞机气动特性的一个重要因素。
尾部形状的优化可以改进飞机气动稳定性，降低飞机的纵向动力过大、不稳定、失速等问题。
三、结构特性飞机结构的设计决定了飞机的强度、刚度、稳定性和重量分布等。
飞机在设计上要充分满足飞行速度、载荷、跨度、展弦比等要求，同时要考虑到经济效益。
飞机结构一般包括机身、机翼、机尾、机腹等部分。
1.飞机机身的结构设计主要满足飞行速度和载荷要求，同时要兼顾机身结构的刚度和强度问题。
为了降低飞机重量，飞机机身材质和结构设计方案也需要充分优化。
2.飞机机翼在结构设计时需要充分考虑机翼的强度、刚度和稳定性，以保障飞机的飞行安全。
同时还需要兼顾飞机的飞行效率，优化机翼结构设计，降低飞机重量。
3.飞机机尾和机腹在结构设计时，需要考虑到安全和负荷分担的问题。
这两个部件在平衡整个飞机结构方面起着重要作用，因此需要充分考虑飞机的稳定性、刚度和安全相关因素。
北京航空航天大学飞机总体设计论文
北京航空航天大学飞机总体设计未来适用机型设计预想班级：111314学号：1113XXXX姓名：XX摘要本文对未来（2020~2025年）航空市场进行了初步分析，对未来市场飞机数量和型号的需求量进行了评估，选定了细分市场，对该市场目前运行的典型飞机型号及其航程、最大客座数、运行成本等进行了分析。
并对于绿色环保飞机，即NASA N+2阶段标，进行了特别关注。
关键词：未来航空市场机型需求环保飞机目录1. 环保飞机与NASA N+2 (4)2.设计要求分析 (4)2.1未来（2020-2025）需要什么样的飞机？ (4)2.2预期的客户群 (5)2.3预期的运行区间 (5)2.4预期飞机载荷和客座数 (5)2.5预期的飞行任务 (6)3.现状分析 (8)3.1类似型号 (8)3.2飞机优势 (9)3.3所需的关键技术 (9)总结 (9)1. 环保飞机与NASA N+2飞机飞行需要大量的燃料，排放废气，飞行过程中会有很大的噪声，机场也需要占用很大空间。
针对这个，NASA的航空研究局提出过3代飞机的发展理念：N代表了2008年进入服役的目前一代飞机。
波音787可作为代表。
N+1是指下一代常规构型飞机，2015年左右服役，N+2为先进构型飞机，2020-2025年左右服役的飞机，每代飞机都有相对目前装备CFM56发动机的737的降噪、减排、油耗、机场跑道长度的目标。
而N+2，相对于现有的B777和GE90噪声将减小42dB，航空发动机的排放污染物将减少75%，燃油消耗率将减少40%，而机场跑道的长度将减小50%。
环境友好是当今航空工业发展不可忽视的一环。
这既是出于对降低运营成本的考虑，也看中了乘客乘坐飞机时的选择意愿，也减少了对环境的破坏和对能源的消耗。
2.设计要求分析2.1未来（2020-2025）需要什么样的飞机？随着航空出行在世界各地的逐渐普全球航空运输量年均增长4.7%，目前在役飞机数及，未来越来越多的人会选择航空作为自己的出行首选方式，特别是那些前往或者来自新兴市场的乘客。
飞机总体设计
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5.2 民机客舱设计与布置－机身剖面
典型的剖面
其他剖面 —适合于无法采用圆形或多圆剖面的情况，如机 身剖面尺寸较小时，为了满足使用要求而必须采 用其他类型的剖面
5.1 机身初始几何参数估计 5.2 民机客舱设计与布置 5.3 民机货舱布置 5.4 民机驾驶舱布置 5.5 作战飞机座舱布置 5.6 武器装载布置
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本讲主要参考书目
顾诵芬, 解思适. 飞机总体设计. 北京航空航天大学出版社，2001.
Raymer, D. P. Aircraft Design: A Conceptual Approach, 3rd, 1999. （89年版的中译本：《现代飞机设计》,1992） 詹金森, L. R., 辛普金, P., 罗兹 D. （著）, 中国航 空研究院（译）. 民用喷气飞机设计. 2001 《飞机设计手册》总编委会. 飞机设计手册第7卷： 民机构型初步设计与推进系统一体化设计.2000
FAR-25对视界的要求 －A310
美国机动车工程师协会（SAE）推荐 的视界图（AS580B） －A320、Boeing767
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5.4 民机驾驶舱布置 驾驶舱的尺寸与布置
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5.4 民机驾驶舱布置
驾驶舱的尺寸与布置
A380座舱模型
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5.5 作战飞机座舱布置
座舱视界要求
座舱视界关系着飞机的作战效能和安全 与飞机机头及两侧的外形、座舱盖形状、尺寸和 结构及翼面布置等因素有关
战斗机座舱在机身上的纵向定位主要取决于 下列几种因素
• • • • • 视界要求 座舱空间要求 气动外形要求 设备舱布置 人员及其他要求
飞机构型设计---总体
上单翼 （运输机）
C-130
安-25
运-8
安-72
为什么大多数军用运输机采用上单翼？
为了满足使用要求！ - 机身地板离地面尽量近
3.发动机数目和安装位置
• 发动机数目
- 单发：操纵简单，附加重量轻，成本低,安全性差 - 双发（多发）：生存力强
• 安装位置
- 单发：机身（前、后） - 双发：机身尾段
实例：无尾式布局
正常式和无尾式飞机的零升阻力
幻影2000
尾翼的数目及其与机翼、机身的相对位置 (续)
• 平尾高、底位置
- 上平尾 - 中平尾 - 下平尾 - “T” 平尾 - 高置平尾
选择平尾高低位置的原则
• 避开机翼尾涡的不利干扰
将平尾布置在机翼翼弦平面上下不超过5％平均气动力弦长的位 置，有可能满足大迎角时纵向稳定性的要求。
起飞和着陆滑跑时不稳定
前三点
• 适用于着陆速度较大的飞机，在着陆过 程中操纵驾驶比较容易。
• 具有起飞着陆时滑跑的稳定性。 • 飞行员座舱视界的要求较容易满足。 • 可使用较强烈的刹车，缩短滑跑距离。 • 缺点是前轮可能出现前轮“摆振” 现象。
自行车式
• 起落架可收入机身里，布置起落架舱比 较容易。
- 噪声小 - 稳定性好 4）起落架：前三点型式，安装在机身上
三面图（草图）
为什么要采用“T” 平尾
• 优点：
✓ 避免机翼下洗气流和螺旋浆 滑流的影响：1）减小尾翼振 动；2）减小尾翼结构疲劳； 3）避免发动机功率突然增加 或减小引起的驾驶杆力变化
✓ 利用端板效应，气动效率增 加，垂尾的面积可适当减小
机翼下部 机翼或尾翼根部 短舱
• 进气道布局
头部进气道：布置紧凑，机身截面小，进口气 流均匀， 机炮对进气影响小；不能装或仅装小雷达天线。
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。
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飞机总体设计 任务二设计报告
组号： 第三组 组内成员：
2014年1月18日北京航空航天大学飞机总体设计
1 摘要 本小组在此文中对民用客机的需求与发展作了简要介绍，并通过统计分析与计算完成了任务所要求的设计内容。 主要计算分析步骤包括：起飞重量的计算，起飞推重比，翼载荷的计算，翼型的选择，外形几何参数的计算与选择，机身及舱室设计，飞机动力系统及燃油系统的选择与计算，重量分析与重心计算，以及主要性能参数估算，飞机操稳性的分析和和飞行总体性能参数的分析计算等。
关键字：客机，宽体飞机，概念设计 北京航空航天大学飞机总体设计
2 Abstract
In this paper our team describe the requirement and the development of civil aircraft and complete the conceptual design, assigned by prof, through numerous analyses and computation. The main steps of analyses and calculation include the calculation of takeoff gross weight, the calculation of takeoff thrust weight ratio and wing load, the selection of airfoil’s type, the choice of components geometry parameters, the design of fuselage and cabin, the selection and calculation of propulsion&fuel system, the estimation of weight and the check of gravity center, we also analyze the main performance parameters, stability control qualities and flight performance. At last, we check about overall performance of the flight.
Keyword: Airliner, Wide-body aircraft, Conceptual design 北京航空航天大学飞机总体设计
3 目录 飞机总体设计 ................................................................................................................................... 1 任务二设计报告 ............................................................................................................................... 1 摘要 .................................................................................................................................................. 1 Abstract ............................................................................................................................................. 2 第一章 方案设计 ............................................................................................................................. 5 1.设计背景 ............................................................................................................................... 5 2.设计理念 ............................................................................................................................... 6 3.设计要求 ............................................................................................................................... 7 第二章 方案构思与设计草图 ......................................................................................................... 8 第三章 主要总体设计参数 ............................................................................................................. 9 1.估计升阻比 ........................................................................................................................... 9 2.起飞重量𝑾𝟎的一阶近似 .................................................................................................... 9 3.推重比T/W的选取 ............................................................................................................. 10 4.翼载W/S的选取 ................................................................................................................. 10 5.机翼外形参数设计 ............................................................................................................. 11 6.尾翼外形参数设计 ............................................................................................................. 13 7.机身及舱室设计 ................................................................................................................. 14 7.1几何参数估计 ........................................................................................................... 14 7.2客舱设计与布置 ....................................................................................................... 16 8.动力系统选择 ..................................................................................................................... 19 8.1发动机类型与选择 .................................................................................................. 19 8.2发动机布置 .............................................................................................................. 22 8.3进排气系统设计 ...................................................................................................... 22 9燃油系统设计 ...................................................................................................................... 23 9.1油箱类型选择 .......................................................................................................... 23 9.2油箱的容积 .............................................................................................................. 24 9.3油箱的安全与防火 .................................................................................................. 24 10.起落架布置 ....................................................................................................................... 25 11.飞机三面图 ....................................................................................................................... 27 12.三维建模 ........................................................................................................................... 29 13.重量分析 ........................................................................................................................... 30 14.配平及稳定性分析 ........................................................................................................... 34 15.主要设计参数汇总 ........................................................................................................... 34 第四章 主要性能参数估算 ........................................................................................................... 35 1.升力系数计算 ..................................................................................................................... 35 1.1机翼 .......................................................................................................................... 35 1.2机身 .......................................................................................................................... 37 1.3平尾 .......................................................................................................................... 37 1.4全机的升力系数计算 .............................................................................................. 38 2.阻力系数计算 ..................................................................................................................... 38 2.1机翼 .......................................................................................................................... 38 2.2机身 .......................................................................................................................... 39 2.3全机的阻力系数计算 .............................................................................................. 40