中型公务机总体设计报告讲解

飞机总体设计报告中型固定翼商用飞机设计报告小组成员：张泽徐克尹张泉杨根飞机设计要求主题：八架中型固定翼豪华商务飞机的总体设计关键词：安全和舒适有效载荷：每人8名乘客和20公斤/件行李。共有2名船员，总重量为950公斤。飞行性能：巡航速度：0.75米最大航程：4000公里起飞距离：1200米进近速度：70米/秒飞机的总体布局1.同级同类飞机的一些参考资料飞机模型负载(千克)起飞重量(千克)巡航速度(公里/小时)里程(公里)洪飞30091282078003346XLS奖104391637973441里尔40XR970952586032082.确定飞机构型1)正常类型t形平尾，单竖尾普通布局与鸭布局的比较优势不足之处正常布局1.技术成熟，积累的经验和数据丰富，设计容易成功。2.确保飞机具有良好的亚音速和跨音速气动特性。1.机翼的下洗通常不利于尾翼的干扰，由于布局不当，配平阻力相对较大。谣言1.整架飞机的升力系数相对较大；2.信用证可能很大；3.在相同的跑道距离下，鸭翼布局比常规布局具有更小的滑动距离。1.鸭翼在大迎角时有很大的诱导阻力，其失速比机翼早。2.此外，鸭翼的涡流可能导致飞机纵向和横向的不稳定性增加。t型平尾的优缺点优势不足之处t平尾1.避免机翼下洗流和螺旋桨滑流的影响；A.减少尾部振动；B.减少尾部结构疲劳：C.避免因发动机功率突然增大或减小而引起的转向杆力的变化。2.利用端板效应，空气动力效率增加，垂尾面积可适当减小。3.“失速”警告(安全系数)4.美观(市场因素)1.增加垂直尾翼的结构重量2.当接近“失速”时，平尾可能会失败。2)机翼：后掠翼，下单翼巡航速度在0.75米到跨音速之间，因此采用展弦比小、后掠角约为25的后掠翼，可以有效提高临界马赫数，延缓激波的产生，避免过早波阻。3)两台涡扇发动机的尾部悬挂考虑到以低噪音驾驶飞机相对容易，并且满足容易操纵和舒适的要求。4)起落架：前三点式，安装在机身上。飞机三视图草图显示；前视图俯视图侧景身体形态的初步设计客舱布局：头等舱标准8个座位，加4张桌子例子如下座位排距：1.0m座位宽度：0.59米走廊宽度：0.5520米机舱布置如下机舱概况如下飞机展弦比设计的参考标准：拉伸比低速M0.7高亚音速0.80.9超音速1.26981310201.22.01.72.646233457喷气式商用飞机通用设计参考数据=79.5=2.55(deg)=611该商用飞机客舱布局的最终设计参数=1.5=3.0=7.1(deg)=8m总长14.21米前机身3.02米中型机身5.16米后机身6.03米向上角度6.25机身轮廓草图：确定主要参数1.重量估计1.根据设计要求：范围：范围=2800 nm=5185.6 km巡航速度：0.8米巡航高度：3500英尺=10675米；声速：a=576.4kts=296.5m米/秒2.估计数据(参考统计)油耗c=0.6磅/小时/磅=0.0612千克/(HN)(旁通比6)升阻比l/d=17.63.根据宝玑的距离方程：替代数据：范围=2800纳米；A=576.4节(巡航高度35000英尺)C=0.6磅/小时/磅(涵洞比率6)L/D=17.6M=0.8已计算：4.燃料系数的计算飞行任务剖面图1发动机启动和预热2轴输出3起飞4肢5巡航6下降7着陆和滑行8储备燃料总燃料系数：5.根据类似的飞机，假设3个最大起飞重量值10，000磅15，000磅20，000磅2290磅3435磅4580磅2109磅2109磅2109磅5601磅9456磅13311磅重量图交叉点：(13923，8626)6.所以最终获得的重量数据：8626磅3886公斤3188磅1436千克2109磅950千克13923磅6272千克2.推重比和机翼载荷的初步确定取机翼载荷W/S=350千克/，推重比T/W=3.5N/千克发动机选择根据设计参数，水灰比=400/m，T/=3.5N/kg。=6272千克，总之，发动机推力=10.76公里=2416磅根据飞行高度和速度确定发动机类型。从设计巡航速度M=0.75，巡航高度=35，000英尺，因此，选择涡轮风扇发动机。这些发动机在亚音速时油耗较低，加力燃烧室较大，可适用于各种类型的飞机。参考发动机型号：指示器模型推力(磅)证监会D莱格思重量TFE73135000.5140”50”734JT15D30000.5528 61 630PW50030000.4427 75”765FJ44-223000.45621 40”445考虑到设计飞机的推力，以及发动机本身的质量、尺寸、油耗、经济性和其他因素，选择具有以下特定参数的发动机型号JT15D-5:起飞推力1290daN最大持续推力1290daN推重比4.264.69直径686毫米起飞油耗0.562千克/(丹*小时)空气质量流量37.8千克/秒涵洞比率2.0长度1600毫米总压比12.6涡轮机入口湿度1013C质量291.5千克机翼形状的初步设计1.翼型：后掠翼W=l=qscl - (w/s) * (1/q)近似认为翼型的CL等于三维机翼的Cl。cl=350*9.80.5*0.388*(296.5*0.75)2=0.36亚音速飞机的相对厚度大多在10%到14%之间，选择10%。美国宇航局SC(2)-0410超临界翼型2.机翼平面形状的设计，以及平均空气动力弦的位置和长度的计算：1.展弦比：商用飞机的展弦比是5.0 8.8；参考机翼载荷和其他类似飞机，取AR=7。机翼面积S=17.92是由机翼载荷得到的。，则=11.20米2.扫描角度：25影响如下图所示：3.梯形比率：0.6-0.4，根据普朗特机翼理论，当升力分布为椭圆形时，诱导阻力最小。当=0.4时，升力分布接近椭圆，所以许多低速飞机都在0.4左右，所以取=0.4。4.机翼平均厚度：商用飞机的平均相对厚度一般在10%到12%之间，占10%。后掠角和相对厚度对阻力发散马赫数的影响：5.机翼参数如下：面积S=17.92m2扩展=11.2m弦长=2.28米=0.91米气动弦长：=1.69米前缘后掠角和四分之一弦长后掠角之间的关系：，27.81平均空气动力弦长至机翼根部距离=2.40米6.机翼安装角：当机翼迎角为2，iw=2时，CL=0.4818是优选的7.机翼扭转角：扭转角采用负扭转，公务机和喷气式运输机的负扭转角为0 7，取58.机翼二面角的确定；对于“T”型平尾和下单翼布局，二面角约为3。亚音速后掠翼，下单翼，二面角37。由于“T”型平尾和下单翼布局以及后掠翼，二面角为3。9.翼尖形状的选择：采用上翘小翼。翼尖涡流被屏蔽，翼尖小翼被设计成具有弯度，翼尖涡流在小翼上产生升力，升力方向是向前的，从而可以减小总阻力。10.内翼后缘延伸：内翼没有后缘膨胀。11.提升装置的选择：选择后缘双缝富勒襟翼。12.副翼形状选择：相对面积S对/S=0.06相对弦长c对/c=0.25相对延伸L对/L=0.30偏转角d 对=28位置是半跨长度的70%。13.扰流板位置：扰流板位于后缘襟翼的前方。3.尾巴1.确定水平尾翼容量和垂直尾翼容量计算纵向/航向机身能力参数，并查找图表以获得水平和垂直尾翼能力。纵向机身能力参数：()*()/=1.73平尾容量：0.864航向机身能力参数：()*()/=0.315垂直尾翼容量：0.0932.估计尾力臂的长度尾部杠杆臂=50%X机身长度=7.1米垂直尾翼力臂=90%X(tanX1/4)X0.5X机身长度=2.24米3.根据尾翼容量和尾翼力臂长度，计算水平尾翼和垂直尾翼的面积。4.确定水平尾翼和垂直尾翼的形状数据平尾：长宽比4.0梯形比0.40升降舵弦长0.35相对厚度0.07扫描角度30垂直尾翼：长宽比1.2梯形比0.70升降舵弦长0.30相对厚度0.07/=0.30=1.107/=0.15=1.2495发动机短舱的初步布置发动机短舱的初步设计由于所选发动机的尺寸较小，因此选择了混合动力机舱结构。入口唇直径DIH37.8千克/秒83.92磅/秒双碘喹啉主整流罩的最大高度拿主整流罩长度拿核心发动机气流出口处的发动机罩直径DJ发