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 Q 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 Q 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 Q 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 Q 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 Q 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 ⑤功能系统 ⑨研制周期和费用 ②任务剖面 ⑥隐身性能要求 ⑩经济性指标 ③飞行性能 ④有效载荷 ⑦使用维护要求 ⑧机体结构方面的要求 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 kg②动力装置海平面静推力 T kg③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 Q 可直观地查出飞机设计所需的可行区域 Q 毯式图能明显地说明最小重量（其方向是最底点） Q 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） Q 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 6. 一级近似法估算起飞重量的流程 7. 飞行包线 通常由左边界的最小平飞速度、右边界的Ma 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 9. 布局形式及优缺点 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 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 无尾布局只有一对机翼，但立尾有无不确定三翼面布局机翼前面有前翼，后面有平尾 飞机正常飞行时，保证飞机各部分的合力通过飞机的重心，保持稳定的运动。 正常式布局的水平尾翼提供向下的负升力，为保证飞机的静稳定性，飞机机翼的迎角大于尾翼的迎角。 鸭 Q 随着主动控制技术的发展，鸭式布局技 式 术日趋成熟，在中、大迎角飞行时，如果 采用近距耦合鸭翼型式，前翼和机翼前缘 同时产生脱体涡，两者相互干扰，使涡系 更稳定，产生很高的涡升力。 Q 鸭式布局的难点是鸭翼位置的选择和大 迎角时俯仰力矩上仰的问题。由于鸭翼位 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。 Q 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。 无 优点①飞机结构重量轻②隐身特性好③气动 尾 阻力较小④超音速阻力较小 缺点①无尾飞机配平时，襟副翼升力方向向 下，引起升力损失，同时力臂较短，效率不高 ②飞机起飞时，需较大升力，为此需将襟副翼 下偏，引起较大低头力矩，为了配平低头力矩 襟副翼又要上偏，造成操纵困难，配平阻力增加 三翼面 优点①三个机翼更好地平衡分配载重 ② 提高操纵效率 ③改善大迎角特性 ④可提供足够的低头恢复力矩 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b 、根梢比h b b 、机翼展长l 、机翼展弦比l l2  S 、翼型相对厚度c 、 101 翼根弦长b0 、机翼前缘后掠角 c 、扭转角j 展弦比 Q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 Q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 Q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 Q战斗机着眼于高机动性和减少超声速阻力，展弦比一般选 2.04.0 后掠角 Q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。 Q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 Q根梢比影响机翼升力沿展向分布的规律，低速平直机翼 22.5，后掠机翼多在 26 范围内 Q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