飞行器创新设计
飞行器设计中的数字化制造技术
飞行器设计中的数字化制造技术在当今科技飞速发展的时代，飞行器设计领域正经历着一场深刻的变革，数字化制造技术的应用成为了推动这一领域前进的关键力量。
从飞机到航天器，从无人机到导弹，数字化制造技术正以其独特的优势重塑着飞行器的设计、生产和性能。
数字化制造技术在飞行器设计中的应用涵盖了多个方面，首先是计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）。
CAD 软件使设计师能够以三维模型的形式直观地创建飞行器的结构和部件，不仅能够精确地表达设计意图，还便于在设计过程中进行修改和优化。
CAE 则可以对设计进行各种性能分析，如结构强度、空气动力学特性、热传递等，帮助设计师在早期阶段发现潜在问题，从而减少后期的设计变更和试验次数。
在飞行器的结构设计中，数字化制造技术的优势尤为明显。
传统的设计方法往往依赖于经验和大量的物理试验，不仅周期长，成本高，而且结果的准确性和可靠性也存在一定的局限性。
而通过数字化制造技术，如有限元分析（FEA），可以对飞行器的结构在各种载荷条件下的力学性能进行精确模拟，从而实现结构的轻量化设计和优化。
例如，在设计飞机机翼时，可以通过 FEA 分析不同材料、形状和加强筋布局对机翼强度和刚度的影响，在满足性能要求的前提下最大限度地减轻重量，提高燃油效率和飞行性能。
数字化制造技术还包括快速成型和 3D 打印。
这些技术可以直接根据 CAD 模型制造出物理样机，大大缩短了产品开发周期。
对于复杂形状的部件，如发动机的涡轮叶片、飞机的内饰件等，传统制造方法往往难以实现，而 3D 打印则能够轻松应对。
此外，3D 打印还可以实现材料的梯度分布，根据部件不同部位的性能要求，精确控制材料的组成和结构，进一步提高部件的性能和可靠性。
在飞行器的生产过程中，数字化制造技术也带来了显著的改进。
数字化生产线可以实现自动化加工、装配和检测，提高生产效率和质量一致性。
例如，数控机床可以根据数字控制程序精确加工飞行器的零部件，减少人工误差；机器人可以完成复杂的装配任务，提高装配精度和效率；在线检测系统可以实时监测生产过程中的质量参数，及时发现和纠正问题。
飞行器设计的优化与改进
飞行器设计的优化与改进飞行器是人类在航空领域取得的一项伟大成就，从最早的飞行器诞生到现在，飞行器的设计与制造经过了无数次的改进和优化，才逐步达到了今天的水平。
本文将从飞行器设计的角度出发，探讨如何对飞行器进行优化和改进。
一、减小阻力阻力是影响飞行器速度和效率的最大因素之一，减小阻力是优化飞行器性能的重要方法。
减小阻力的方法有很多，以下列出了几种常见的方法。
1、优化机身造型设计优美流线型的机身，可以有效减少阻力，提高飞行速度和效率。
流线型机身的特点是前尖后扁，能够更好地穿过空气，减小气流对机身的阻碍。
2、减少不必要的突出物每个突出物都会在飞行过程中产生阻力，因此在设计飞行器时，要尽量将突出物减少到最少，保证机身表面的光滑。
3、采用轻量化材料轻量化材料可以降低机身重量，也可以减少阻力。
轻量化材料包括铝合金、碳纤维等材料。
二、提高飞行器的稳定性飞行器的稳定性是指在飞行过程中能够保持平衡和稳定的能力。
提高飞行器的稳定性可以使其更加安全和舒适。
以下列举了几种提高飞行器稳定性的方法。
1、使用自动控制系统自动控制系统可以监测飞行器的状态，并对其进行自动调整，保证飞行器的稳定性。
例如，飞行器的自动驾驶系统可以根据不同的天气条件，自动调整飞行姿态和控制飞行速度，保证安全。
2、增加辅助设备在飞行器设计中增加液压系统、电气系统等辅助设备，可以提供稳定化的作用。
例如，在飞机的翼尖处安装一个液压缓冲器，可以有效减少翼尖的震动，提高飞行器的稳定性。
三、提高飞行器的安全性在飞行器设计中，安全性是最重要的考虑因素之一。
以下列举了几种提高飞行器安全性的方法。
1、增加紧急逃生设备在飞行器设计中，要考虑到紧急逃生的情况，并增加相应的设备。
例如，在飞机上增加了逃生滑梯，以便乘客在危险状况下能够快速逃离。
2、使用环保材料在飞行器设计中，使用环保材料可以降低有毒有害气体的排放，保证乘客的健康和安全。
例如，在飞机上使用无毒有害的环保材料可以降低有害气体的排放，减轻空气污染。
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)
“创新杯”第五届全国未来飞行器设计大赛获奖作品选登
未来无人机不仅能用于战术和战略信息侦察，无人战斗机还将成为制导武器发射平台并参与空中格斗。
同时，无人机也可担负起民用范畴内诸如复杂角度拍摄、火灾与水灾监测、海洋环境巡查等任务。
设计了一种机动性较好、智能化程度较高、机载设备通用化模块化的垂直起降无人机，因其机翼旋翼系统和尾桨的布局易被联想到旋风或涡流，故将该机命名为“VORTEX”。
可变旋翼系统和组合舵面系统使得“VORTEX”操纵力和力矩产生的方式多。
可以产生足够的操纵力和力矩，耦合性强。
拥有自主规划任务和自主决策能力，亦可通过数据链系统实现地面站内人在回路的直接操纵，智能化程度高。
智能优化算法可解算旋翼系统、前掠翼与众多操纵面需偏转的角度，在机翼舵面及旋翼系统的配合操控下，“VORTEX”可以做到全自由度无限制飞行。
点评专家简介
黄俊，男，贵州黔西人。
曾在贵航集团（011基地）飞机设计所担任两个飞机型号的主管设计师。
现为北京航空航天大学教授，博士生导师。
主要研究方向为飞机总体设计，武器装备作战效能分析，武器装备隐身技术。
专家评语
作品构思新颖、布局合理、外观漂亮，设计方案有一定的可行性。
垂直起降是未来飞行器发展的主要方向，为实现这一目标并强调飞行器的机动性和多用途特性，作者采取了横列小直径双排桨涵道、尾桨+组合式舵面的创新布局，以及模块化机载设备、自主任务规划和自主决策等先进技术，设计出一款基本符合飞行原理的优秀作品，反映了作者对未来飞行器的浓厚兴趣。
由于采用两台发动机并附带复杂的传动系统等原因，作品的空机重量较大，削弱了其使用效能。
《小型扑翼飞行器的结构设计及仿真分析》
《小型扑翼飞行器的结构设计及仿真分析》一、引言随着科技的不断发展，扑翼飞行器因其高效、灵活的飞行特点，在军事侦察、环境监测、生物仿生学等领域中受到了广泛的关注。
本文旨在探讨小型扑翼飞行器的结构设计及其仿真分析，为扑翼飞行器的设计与研发提供理论依据。
二、小型扑翼飞行器的结构设计（一）基本框架设计小型扑翼飞行器的结构主要由以下几个部分组成：框架、动力系统、驱动系统、飞行控制系统和扑翼机构。
其中，框架是整个飞行器的基础，负责支撑和固定其他部件。
（二）扑翼机构设计扑翼机构是扑翼飞行器的核心部分，其设计直接影响到飞行器的飞行性能。
扑翼机构主要包括翼片、连杆、驱动装置等。
翼片的设计要考虑到空气动力学特性，以提高飞行器的升力和稳定性。
连杆和驱动装置的设计要保证翼片的运动轨迹和速度，以实现高效的能量转换。
（三）动力系统与驱动系统设计动力系统通常采用电动或燃油发动机，为飞行器提供动力。
驱动系统则负责控制扑翼机构的运动，通常采用舵机或电机等。
在设计中，要考虑到动力系统的功率、重量、体积等因素，以及驱动系统的控制精度和可靠性。
（四）飞行控制系统设计飞行控制系统是扑翼飞行器的重要组成部分，负责控制飞行器的姿态和轨迹。
通常采用微处理器和传感器等设备实现控制。
在设计中，要考虑到控制系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力等因素。
三、仿真分析（一）仿真模型的建立利用计算机仿真软件，建立小型扑翼飞行器的三维模型。
模型要尽可能地反映真实情况，包括各部件的尺寸、重量、材料等参数。
（二）仿真实验过程在仿真软件中，对模型进行动力学分析和运动学分析。
通过改变模型的参数，如翼片形状、连杆长度、驱动速度等，观察飞行器的飞行性能变化。
同时，还可以通过仿真实验分析飞行控制系统的控制效果和稳定性。
（三）仿真结果分析根据仿真实验的结果，分析各参数对飞行器性能的影响。
通过对比不同设计方案的仿真结果，选择最优的设计方案。
同时，还要对飞行控制系统的控制效果和稳定性进行分析，以提高飞行器的整体性能。
简单飞行器设计大作业
简单飞行器设计大作业
**一、设计目标**
本次设计的目标是设计一个简单的飞行器，能够在空中稳定飞行，并具备一定的操控性能。
**二、设计要求**
1. 飞行器能够安全起飞和降落。
2. 具备简单的航向控制能力。
3. 能够在空中稳定飞行一段时间。
**三、设计方案**
1. 飞行器整体采用轻量化材料制作，以减小重量，提高飞行效率。
2. 采用电动马达作为动力源，驱动螺旋桨产生升力。
3. 飞行器的控制系统采用遥控器进行控制，通过调整马达的转速实现飞行器的升降和航向控制。
**四、技术实现**
1. 选择合适的材料制作飞行器的机架和外壳。
2. 安装电动马达和螺旋桨，并进行动力系统的调试。
3. 设计并制作遥控器，实现对飞行器的远程控制。
4. 进行飞行测试，对飞行器的性能进行评估和优化。
**五、总结与展望**
通过本次简单飞行器设计大作业，我们初步掌握了飞行器设计的基本流程和方法。
在未来的工作中，可以进一步优化飞行器的设计，提高其性能和可靠性，为实际应用提供更好的解决方案。
以上示例仅供参考，你可以根据具体的设计要求和实际情况进行修改和完善。
飞行器制造中的信息技术创新
飞行器制造中的信息技术创新在当今科技飞速发展的时代，飞行器制造领域正经历着深刻的变革，信息技术的创新成为推动这一变革的关键力量。
从设计理念到生产工艺，从质量控制到运营维护，信息技术贯穿了飞行器制造的全过程，为提高效率、保证质量、降低成本和提升安全性提供了有力支持。
在飞行器的设计阶段，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术早已成为不可或缺的工具。
通过 CAD 软件，设计师们能够以三维模型的形式直观地呈现飞行器的结构和外观，不仅提高了设计的精度和效率，还便于在设计过程中进行修改和优化。
CAE 技术则可以对设计方案进行力学分析、流体动力学模拟等，提前预测飞行器在各种工况下的性能表现，从而避免潜在的问题。
随着信息技术的不断发展，数字化协同设计平台的出现更是打破了传统设计中的部门壁垒。
不同专业的设计师可以在同一平台上实时交流和协作，实现设计数据的共享和无缝对接。
这种协同设计模式大大缩短了设计周期，减少了因信息不畅导致的设计失误。
在制造环节，信息技术的创新同样带来了巨大的改变。
数控加工技术使得飞行器零部件的加工精度和一致性得到了显著提升。
通过编程控制机床的运动轨迹和加工参数，能够制造出复杂形状且高精度的零部件，满足飞行器对性能和可靠性的严格要求。
增材制造技术（3D 打印）的应用为飞行器制造带来了新的可能性。
与传统的减材制造方法不同，3D 打印可以根据设计模型直接“堆积”出零部件，无需模具，大大减少了制造周期和成本。
而且，3D 打印能够制造出传统工艺难以实现的复杂结构，为飞行器的轻量化和性能优化提供了新的途径。
同时，智能制造系统的引入实现了生产过程的自动化和智能化监控。
通过在生产设备上安装传感器，实时采集生产数据，再利用数据分析和机器学习算法，可以对生产过程进行预测性维护，提前发现设备故障隐患，避免生产中断。
在质量控制方面，信息技术也发挥着重要作用。
无损检测技术的不断进步，如超声检测、射线检测和涡流检测等，能够更准确地发现零部件内部的缺陷。
飞行器的设计和控制技术
飞行器的设计和控制技术随着科技飞速发展，飞行器的设计和控制技术也在不断进步，从最初的简单滑翔到如今的高科技无人机，人们可以利用飞行器实现各种各样的任务和目标。
本文将从设计和控制两个方面讨论飞行器的发展历程以及未来发展趋势。
一、设计技术飞行器的设计技术经历了多年的演进，从最初的人类乘坐飞行器到现在的完全自主飞行，设计者们一直在不断探索和创新。
现在，为了实现更高的性能和更丰富的功能，飞行器设计上的创新仍在继续。
1. 翼型设计翼型设计一直是飞行器设计的核心，在过去的几十年中，一些优秀的翼型设计方案已经出现。
而现在，计算机辅助设计（CAD）工具和计算流体动力学（CFD）分析技术，再加上新兴的人工智能技术，设计者们可以更加准确地预测和优化翼型的性能和稳定性。
最新的翼型设计可以为飞行器提供更高的速度和更大的负载能力。
2. 材料技术材料技术的进步在很大程度上促进了飞行器设计的发展。
从传统的铝合金到最近流行的复合材料，不同的材料都有其各自的优点和缺点。
虽然铝合金仍是最常用的材料之一，但复合材料已经逐渐成为首选材料。
因为复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，可以在提高飞机性能的同时减少运营成本。
3. 安全性技术安全性是飞行器设计中最为重要的考虑因素之一。
飞行器的结构和组件必须同时满足强度和轻量化的要求，以保证其不会在飞行中出现故障。
为此，设计者必须对每个部件进行详细的故障模式和影响分析（FMEA和FMECA），这可以帮助他们最大化减少飞行过程中的故障。
此外，一些现代的计算机编程工具，如计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统，也可以为设计者提供额外的安全保障。
二、控制技术飞行器的控制技术是实现所有任务和目标的关键。
为了实现更准确、更高效和更可靠的控制，设计者一直在寻找新技术。
1. 传感技术传感技术可以使飞行器获得更多的信息，以实现更准确的控制。
现代飞行器通常配备了高精度的惯性导航系统（INS）和全球定位系统（GPS）。
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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
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 • 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
飞机的操纵性
飞机的操纵性
飞机的稳定性
• 飞机的稳定性是指飞行过程中，如果飞机 受到某种扰动而偏离原来的平衡状态，在 扰动消失后，不经飞行员操纵，飞机能自 动恢复到原来平衡状态的特性 • 飞机飞行时稳定性相应的可分为纵向稳定 性、方向稳定性和横向稳定性
航天器飞行原理
• 航天器在空间航行的轨迹称为轨道 • 航天器由运载火箭发射入轨 • 在轨道上运行的航天器，绝大部分时间 是在地球引力作用下的无动力惯性飞行， 从本质上它与自然天体的运动一致 • 不同之处是航天器可以在人的控制下， 实现调姿、轨道保持、转移轨道、交会、 对接、回收等
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 • 学科：航空宇航科学与技术，飞行器设计， 飞行器设计与工程
宇宙速度与航天器轨道
• v=7.91km/s时，为第一宇宙速度，轨道为圆 • v=11.8km/s时，为第二宇宙速度，轨道为抛 物线，航天器脱离地球轨道 • v=16.6km/s时，为第三宇宙速度，轨道为双 曲线，航天器飞离地球，最终飞出太阳系 • 7.91km/s<v<11.18km/s时，轨道为椭圆，航 天器绕地球飞行 • 11.8km/s<v<16.6km/s时，轨道为抛物线， 航天器脱离地球
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
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 • 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
人造地球卫星
航天器
月球探测器
航天器
火星探测器
航天器
卫星式载人飞船 火星探测器
航天器
登月式载人飞船
卫星式载人飞船 火星探测器
航天器
登月式载人飞船
空间站 卫星式载人飞船 火星探测器
航天器
登月式载人飞船
航天飞机 空间站 卫星式载人飞船 火星探测器
航天器
登月式载人飞船
空间站 未来空天飞机 卫星式载人飞船 火星探测器
8、飞行器创新设计
• • • • • • • • MAV 尺寸小:15cm 有效载荷 2小时航时 低成本 自主飞行 城市巷战 蜂群攻击
谢谢大家！
• 在地球大气层内、外飞行的器械均称为飞 行器 • 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在地球大 气层中的航行活动 • 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Leabharlann 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 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
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）
8、飞行器创新设计
• 创新设计概念：前所未有的设计，代表飞 行器未来发展方向的设计 • 创新度与创新设计的限制：可行性 • 创新思维：逻辑思维、形象思维，两者相 辅相存，创新设计需要发散性、联想性思 维，而不是归纳和收敛 • 创新设计方法：沿用式、否定式、内在因 素带动创新
沿用式（渐改式创新）
否定式创新设计
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
内在因素带动创新
8、飞行器创新设计
• 创新设计的驱动力：需求、竞争、技术
8、飞行器创新设计
8、飞行器创新设计
• • • • 波音787→7E7 Efficiency Economics Environmantal performance • Extraordinary confort and convenience • E-enabled
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）：
飞机设计基本步骤
• 设计要求和设计规范是设计飞机的依据 • 飞机起飞总重、发动机推力和机翼面积是 首先要确定的三个主要设计参数 • 研究现有飞机的起飞推重比（发动机推力 与飞机起飞总重之比）和起飞翼载荷（单 位机翼面积 的飞机起飞重量:kg/m2） • 客机：推重比0.23~0.40，翼载荷550-750 • 战斗机：推重比0.8~1.1，翼载荷300-500
2、设计要求与飞行器设计
• 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）
1 2 Y= C y V S 2
飞机的操纵性
• 飞机的操纵性是指驾驶员通过操纵设备 （如驾驶杆、脚蹬和气动操纵面等）来改 变飞机飞行状态的能力 • 飞机在空中飞行，可以产生俯仰运动、偏 航运动和滚转运动 • 飞机在空中的操纵是通过操纵气动操纵 面—升降舵、方向舵和副翼来进行的，分 别操纵飞机的三种运动
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
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、 各类系统布臵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 • 数字化技术从根本上改变了飞机研制方法， 已成为企业核心竞争力
飞机设计基本步骤
• 例如：我国大飞机，起飞重量150吨 • 取推重比0. 3，则需要发动机推力45吨，可 选两台23吨推力级发动机 • 取翼载荷650 kg/m2 ，则飞机机翼面积为 230m2 • 接下来根据机翼面积去设计机翼（选择翼 型，确定平面形状），根据装载要求来设 计机身 • 战斗机的设计类似