垂直起降无人机总体设计

学校代码: 10699分类号：V221学号: 硕士学位论文（学位研究生）垂直起落无人机总体方案设计与研究作者吕 健指导教师王和平教授学科(专业)飞机总体设计西北工业大学飞机系2001 年 3 月西北工业大学硕士学位论文I文摘近年来，无人机发展迅速。它因具有许多载人飞机所不具备的特点，如高性价比，不用人冒生命危险等，而日益受到人们的重视。但无人机的回收还存在许多不足，限制了它在许多场合的应用。精确回收、低过载着陆是未来无人机发展的趋势。本文分析了各种回收方式，结合海军对舰载无人机的需要，提出了垂直起落无人机方案。对垂直起落飞机总体设计方法，如方案决策、总体布局以及参数确定等进行了探讨。最终给出了设计机型的各主要总体参数及三面图，并对其各项性能进行了估算，取得了较为满意的结果。西北工业大学硕士学位论文IIABSTRACTIn the past decades, Unmanned Aerial Vehicle (UAV) has been developed rapidly. It possesses many specialities that manned airplanes do not have, for instance, high ratio of performance vs. cost, no need of risking mans life, so that UAV is being paid more and more attention to by aero-engineers across the world. However, most UAVs are not satisfying in terms of withdraw, which limits their applications under many circumstances. Precise withdraw with light overload is the trend of future UAVs.In this thesis, various kinds of withdraw of UAVs are discussed, with the result of a Vertical Take-off and Landing (VTOL) UAV project being brought forward. And the conceptual design of VTOL, including type selection, overall layout and decision of major parameters are also discussed in depth. Eventually, primary layout parameters and three-view of layout of the designed VTOL UAV are given, and various performances are estimated too. The results are satisfactory.西北工业大学硕士学位论文1第一章绪 论1-1 无人机及其回收无人机是无人驾驶飞行器的简称，它是由机内控制系统自主控制（自动过程控制或依靠机内传感器的人工智能式自动控制）执行任务或由机外控制站发遥控指令操纵执行任务的飞行器。无人机由机体、机内制导与控制系统、动力装置、回收（着陆）系统和有效载荷等组成，一般作为无人飞行器系统的一部分，在遥控站、发射和回收装置以及其它机外辅助设备的协同下完成特定任务。近二、三十年，无人机的研制在世界范围内蓬勃发展，特别是在欧美、以色列等国家。这是因为无人机具有许多载人飞机无法比拟的优点，比如造价低廉、使用费用低、不用人冒生命危险等，能出色地完成载人机难以胜任的任务。在很多载人飞机无法工作的场合，无人机发挥了巨大的作用。虽然无人机发展迅速，但还存在许多问题需要解决。比如，对无人机的最基本要求是它能安全可靠地发射出去，完成任务后再安全可靠地飞回来。更进一步的要求是发射回收过程简单，辅助设备少，回收精度高，过载小等。现在发射方式基本可以满足要求，但在回收上还存在不少问题。目前的回收方式主要有自身着陆、降落伞回收、拦截网回收、直升机回收等，详见表 1-1-1。下面对各种回收方式作一简要分析：自身着陆采用类似常规飞机滑跑着陆的方式，速度高，冲击大，对机体有损害，且需要开阔的回收场地。拦截网需要专门设置笨重的拦网装置，加装复杂的导引等辅助设备，冲击载荷大，对操作员要求高。直升机回收需要一架直升机，这显然很不方便。降落伞回收最简单，虽然很大程度地降低了接地速度，但该速度仍然很大，会产生一定冲击，而且落点分散。特别要提到的是，当前我国舰载无人机采用伞降，海军对此感到非常不方便。由于落点无法控制，无人机执行完任务后无法直西北工业大学硕士学位论文2接落在舰船上，而是随机地落在海里。降落后需要人力、设备寻找回收。海上气象条件比陆地上复杂、恶劣得多，伞降的落点更是无法预料，在茫茫大海上定位一架飘浮的小飞机很不容易。即便找到了，打捞又成了问题。不仅需要专用设备，风大浪急时，还要人冒生命危险下海完成工作。本文工作主要是针对这一工程背景进行的，即设计一种能直接在舰船上起降的无人机。表 1-1-1 无人机回收方式起落架接地自身着陆 滑撬接地机腹接地装减震气包降落伞回收 机腹朝上，机背接地直升机空中回收拦截网回收直升机回收目前依靠无人机自身实现无人机精确、小过载着陆的方法主要有可控伞翼、无人直升机、垂直起落无人机。本文设计机型采用了最后一种形式，因为其它方法还有某些方面的不足，例如可控伞翼的精确性和小过载程度对舰载机来说不够理想，直升机形式的平飞性能和抗风能力不好等，而垂直起落飞机有着其它方法不可比拟的特点，所以被采用。1-2 垂直起落飞机概述无人机采用定翼机的形式，就必然决定了其在起降上受一定的限制，无法充分体现方便、灵活、隐蔽的特点。只有对飞机的形式作根本的改变才能改善其起降性能。直升机是这种改变的极端，介于两者之间的就是垂直起落飞机（VTOL）。直升机的特点是靠巨大的旋翼旋转产生升力，而不象定翼机那样依赖水平飞西北工业大学硕士学位论文3行的动压来产生升力，因此直升机可以垂直飞行，起降时对地面要求很低，不需要专门机场，还可以悬停在空中，直升机的垂直飞行能力是定翼机没有的，这使它的用途远比定翼机来得多。但正如定翼机的结构形式决定了其在起降上存在缺陷一样，直升机的结构形式也决定了其在某些方面存在不足：空重系数大，载重系数小，巡航功重比大，气动效率低，因此经济性差；结构复杂、脆弱却昂贵；振动大，安定性不好；高速飞行时前进桨叶产生废阻，后退桨叶产生气流分离，这两种情况使直升机无法进一步提高速度。而在许多场合，速度也许成了制约直升机应用的关键因素。为了克服这些不足，垂直起落飞机应运而生，它是定翼机和直升机的折衷，虽能够垂直起落，但因为平飞形式不同，且速度要高出直升机一倍之多，所以不算是直升机。垂直起落飞机具备更多的是定翼机的特点，主要区别体现在两方面：一是在垂直、过渡状态可产生大于机重的垂直推（升）力；二是可以在零速无气动力的情况下实现俯仰、偏航、滚转等操纵。垂直起落飞机，尤其是倾转旋翼机，被誉为 21 世纪最有希望的空中运输工具，无论是在民用还是在军事领域，垂直起落飞机都有着广泛的应用前景。它彻底改变了人们对航空运输的概念。我们不再需要几公里长的巨大跑道和庞大的机场设施，机场也不必建到远离市区几十公里的郊外，这无疑大大缩短了旅客、货物的周转时间。而且，垂直起落飞机能够以比直升机快一倍的速度巡航；只需一块比机身稍大的平地就可降落；即使在没有降落场地的地方，比如水面、树林、山坡，垂直起落飞机还可以低空悬停作业，完成营救、运送、观测等任务，这些是定翼机或直升机各自单独无法做到的。人们研制垂直起落飞机，是想集直升机、定翼机二者的优点为一身。但常言说“鱼和熊掌不可兼得”。最优的组合在一起结果往往不尽人意，因为各项性能往往相互矛盾，某方面性能的最优是以另一方面性能的降低为代价的。垂直起落飞机恰恰印证了这点：垂直起落飞机的垂直飞行对燃料消耗有不利影响，使其长距飞行能力受到制约；又因为兼顾较大的巡航速度和航程，旋翼不能按照垂直性能最佳来设计，所以垂直飞行能力不是太好。就目前的情况看，垂直起落飞机的平飞不如定翼机，垂飞不如直升机，性能介于两者之间。实际上可以用具体的指标评价来反映各种飞行器的适用范围，这能够指导我们在实际应用中扬其长、避其短，作出合理的选择。速度通常是人们较为关心的，西北工业大学硕士学位论文4因此下面借用民航的 “平均航运时间”这个指标来说明。平均航运时间不仅计及了平均飞行时间，还考虑了平均辅助航运时间，后者包括从市内到机场的运输时间和装卸货时间，见表 1-2-1。平均航运速度和平均飞行速度的差量很大，中程航线上，飞机速度增加一倍则平均航运速度提高 10-15%。图 1-2-1 中的图线是按表 1-2-1 的公式绘制的。可见垂直起落飞机在航程为 3001300 公里的中短距上是有利的，而直升机和定翼机的优势分别是短距和长距航程。表 1-2-1航运时间表平均航线飞行平均辅助航运平均航运时间 （h）速度（km/h）时间（h）L航程 （km）常规飞机9003L+ 3900垂直起落飞机4501.5L+ 1.5450直升机2501L+ 1250图 1-2-1三种飞行器的平均航运时间西北工业大学硕士学位论文51-3 本文所做工作国外对垂直起落飞机的研究起步很早，美国从 40 年代就已开始，试验了各种动力和不同的动力组合（详见表 2-1-1），但总体情况并不乐观，大多只停留在试验机阶段，真正投入实用的只有两三种，而且研制费用高昂。国内在这方面仍是空白。对垂直起落无人机设计进行研究，不仅可以解决海军迫切的现实问题，而且对赶上新世纪世界航空技术的发展也会起到很大作用，我国目前尚没有能力直接研制载人垂直起落飞机，所以从垂直起落无人机着手不失为一条可行之路。因此本课题的研究不仅有现实而且还具有长远的意义。本文主要分析评价了各种形式的垂直起落飞机，并针对无人机的特点初步选取若干种方案，采用 PDSP 和 SDSP 方法筛选出某种条件下的最优方案。然后对此方案的总体设计方法进行了初步探讨，包括以下几方面内容：1. 总体方案的选择。2. 总体参数的确定。包括总重的确定，机翼、机身、尾翼等各主要部件参数的选择，以及旋翼参数的确定。3. 各飞行状态分析。包括平飞、过渡、垂直三个状态。平飞状态比较常规，主要考虑了大直径旋翼的滑流影响。垂直起落飞机的关键是过渡和垂直飞行，因此后两个状态是重点。过渡状态中主要分析了气动力、旋翼拉力随速度、旋翼倾转角的变化；对于垂直状态，主要讨论了悬停升限、垂直上升速度、极限载重、垂直下降和着陆等，给出了计算方法，分析了总体参数对垂直飞行性能的影响，并提出了衡量垂直起落飞机能否安全着陆的判别标准。4.操纵方案设计。提出了各状态下的操纵方法，并进行了简要分析。西北工业大学硕士学位论文6第二章 方案决策2-1 概 述垂直起落飞机对动力要求很高，直到今天，也许最困难的问题仍是如何以高效、经济的方式既提供垂直动力又提供水平动力。垂直起落飞机的发展过程与动力技术的发展是紧密相连、相互推动的。人们试用了各种动力装置，力求以最小的重量和平飞性能代价获得满意的垂直性能。目前，垂直起落飞机可以按推力的产生方式划分为四大类，见表 2-1-1，表 2-1-1 垂直起落飞机的分类轻载螺桨型螺桨型重载螺桨型环道螺桨型风扇型机械风扇型燃气风扇型发动机倾转型喷气型喷口转向型升、推多发组合型引射型涡桨产生推力，涡喷产生升力混合型涡喷产生推力，起降时驱动旋翼螺桨升推两用，喷气助推功率载荷 q（一马力功率所能举起的重量）和桨盘载荷 p（单位桨盘面积所承受的重量）是描述垂直起落飞机的两个重要参数，他们间接的反映了垂直起落飞机的动力配置和总体布局，而且具有一定的统计性。通常，q 随 p 的增大而减小；不同的 p 或 q 对应着不同的配置和布局，见图 2-1-1。西北工业大学硕士学位论文7其中，喷气机的桨盘面积用喷口面积折算。各种动力按 q 从大到小的顺序依次是：旋翼（轻载螺桨）重载螺桨引射风扇涡轮风扇涡喷。p 值越大则 q值越小，这意味着高桨盘载荷的垂直起落飞机需要更大功率的发动机，随之而来的是动力装置的重量增大、油耗增大，这势必要减小内部装载空间和有效载荷。图 2-1-1 功率载荷与桨盘载荷的关系p 与性能关系密切。见图 2-1-2，p 越大，飞行速度越高，续航能力越强，即螺桨直径小对高速飞行有利，但不利的是相对悬停时间下降了。平飞、垂飞共用同一套螺桨系统的垂直起落飞机多采用小 p 值的多桨布局，平飞时通过降低转速可以达到较高的速度，同时又不失良好的垂直性能。图 2-1-2 垂直起落飞机的垂直性能与水平巡航性能西北工业大学硕士学位论文8可以看出，垂直起落飞机的平飞和垂飞性能是一对矛盾。实际上，垂飞和悬停要求在零速或低速下产生大于 1 的推重比，而高速平飞则只需 0.20.3 左右的推重比。按某一个条件的最佳设计往往会使另一方面的性能非常差，换句话说，如果垂飞性能很好，那它往往飞不快；如果平飞性能很好，那它的垂直性能会很差。国外某些研究表明，垂直和水平动力、推进装置分开的设计在发动机效率、油耗等方面是非常有利的。如果两套系统分开，各司其职，则可以分别按各自的工作条件进行最佳设计，而且这种形式的垂直起落飞机在平飞和垂直两种模式间的转换是非常方便可靠的。但这种设计也有缺陷，在一种飞行条件下，另外一套推进系统就成了“死重” 。但考虑到省去了复杂的偏转机构、传动、联结机构等，这种设计在重量效率上仍有望提高，是一种很有前途的设计。垂直起落飞机的类型很多，即使属于同一类，结构布局也会各种各样，同时还有许多客户要求和设计要求需要考虑。而在设计的初始阶段，几乎没有客观信息（试验数据等），只能靠主观的、经验的判断。在这样的条件下作出一个切实可行的总体方案是很困难的，但同时又非常关键，关系到整个设计的进程和成败。在工程实际中这要靠设计师们的丰富经验和充分的客观数据来保证，而在此这显然是不现实的，必须另辟蹊径。下面阐述如何用决策支持问题（DSP），充分利用仅有的信息来进行总体方案的选择。2-2 决策支持问题DSP决策支持问题提供了一种决策建模的途径。各种设计要求，无论是用客观数据还是用主观判断来描述，都可建模到 DSP 中。DSP 分两步，首先是初步决策支持问题（PDSP），然后是优选决策支持问题（SDSP）。通过 PDSP 可以从众多参选方案概念中筛选出可能胜出的若干方案，作为下一步决策的选项。这一节是对二者的综述，下两节桨分别详细阐述具体步骤。PDSP 可以描述如下：给出一系列方案概念制定影响选择的标准，以及各个标准的权重选定一个方案作基准，根据标准和经验信息把各方案与基准方案作比较得到一系列评价西北工业大学硕士学位论文9考虑权重综合评价，得到所有方案概念的一个排序SDSP 是在 PDSP 的基础上进行的。通过 SDSP 可进一步将 PDSP 得到的若干方案概念（在 SDSP 中称为选项）排序。这个排序不仅给出了名次，还指出了一个选项比另一个好在哪儿，好多少。在 SDSP 中，要同时用到主观判断和客观信息。SDSP 可描述如下：给出一系列选项制定影响选择（决策）的特性，以及各特性的权重给各选项的每个特性作评价根据权重和特性评价对选项排序2-3 初步决策首先，我们列出初始设计要求作为初步决策的目标。初始设计要求：1）能垂直起落，且垂直状态控制性能良好，能在比机身稍大的场地上起降。2）起飞重量约 150kg，有效载重 1530kg。3）巡航高度上的最大速度不小于 300km/h，4）航时不小于 3h。5）所有部件利用现有的技术容易制造，最好应用检验过的技术。然后用 PDSP 的方法进行初步决策。步骤 1 描述各种方案概念。首先要产生尽可能多的各种方案概念。这里设计的是垂直起落式的无人机，起飞重量比较小。有资料表明起飞重量 200kg 以下的无人机大多用活塞发动机，200500kg 的用活塞或涡轮轴发动机，只有高亚音速无人机才用喷气，因此类型的选择范围可缩小到螺桨型。可供选择的方案有以下 7 种：西北工业大学硕士学位论文101.LLPD（Lift-Level Propulsion Divided） 升力、推力装置分开，机身扁平，中部开口装大直径共轴升力桨，机头装拉进桨，因各司其职，两套桨可按各自适用状态设计，单台活塞或涡轴发动机。12.FWTB（Freewing TiltBody）翼身铰接，可相对俯仰转动。机身是厚度较大的升力体，俯仰转动可产生矢量推力，单台活塞发动机，单桨。23.TWTR（Twin TiltRotor）双倾转旋翼，低桨盘载荷，单台活塞发动机或涡轴发动机，常规布局。4.FOTP（Four TiltPropellor） 串行机翼，4副倾转螺桨，高桨盘载荷，两台活塞或涡轴发动机。45. TWTP（Twin TunnelledPropellor）双倾转 5环道螺桨，常规布局，单台活塞或涡轮轴发动机。5西北工业大学硕士学位论文116.TAFW（Tandem Freewing）串行机翼，前翼“十”字型，后翼为自由翼，单台活塞发动机，单桨，过渡时机身姿态角改变。67.FXTB(Fixed Wing TiltBody) 单台涡轴发动机，双桨，过渡时机身姿态角改变。7步骤 2 制定综合标准和具体标准。针对垂直起落无人机的任务特点，综合标准制定为安全性、飞行性能、载重和经济性四类，每类综合标准中的具体标准见下文。1) 安全性单发失效。 一台发动机出故障后有无动力储备。简洁性。 布局结构设计是否简洁，易于制造。隐身性。 布局上是否便于采用隐身措施可靠性。 易出问题且对飞性安全关系很大的部件多不多，如发动机数目、变速器数目等。2) 飞行性能速度。 巡航速度能否达到要求。航时。 续航时间能否达到要求。垂直飞行。 垂直上升、下降、悬停能力如何，能否低冲击准确着陆。过渡。 过渡过程是否简单、容易控制。着陆。 对场地大小、地面特性要求高不高。3)装载装载。 载重量、内部空间是否足够大。设备使用。 设备是否受干扰，在各种状态下的使用情况如何。西北工业大学硕士学位论文124) 经济性费用。包括设计、制造、维护费。动力匹配。 动力装置能否方便地协调垂直和水平飞行的动力需求。油耗。和发动机、推进器以以及气动布局有关。步骤 3 从方案中选择一个基准方案。具体选哪个作基准并无特殊要求。可以选最有可能胜出的方案，也可以选最会引起争议的，还可选一个与已知设计类似的方案。这里分别选 LLPD、TWTR、FWTB 作基准方案，见表 2-3-2-a、2-3-2-b、2-3-2-c（第 16、17、18 页）。为排版整齐起见，有些较大的表格统一列于本节的最后部分。步骤 4 把各方案与基准方案作比较。实际中这个步骤需要花费大量时间、精力收集资料，设计师之间要互相讨论，仔细分析、评定各种观点。在 PDSP 中，只需作出方案 A 比方案 B 好、差或者两者相当的判断就行了。按某一标准将各方案与基准方案作比较，如果比基准差，则给-1 分；比基准好，则给+1 分；两者相似则给 0 分。打分的过程中需要记录详细的评分观点，以保证前后的一致性。以下是以 LLPD 为基准方案时的评分观点，打分列于表 2-3-2-a（第 16 页）。1)安全性单发失效。FOTP 装两台发动机，动力储备足够，其余都为单发，因此 FOTP 得 1分，其余的与基准协调相同，得 0 分。简易性。LLPD 和 FXTB 没有用推力矢量，转动部件最少；TWTR、TWTP 和FOTP 都为倾转螺桨型，较复杂，以双发四桨的 FOTP 尤为复杂，FWTB、TAFW 的倾转机身利用了气动力，并不用机械作动，因此以LLPD 为基准时，LLPD、FWTB、TAFW、FXTB 都得 0 分，较复杂的其余三个得-1 分。隐身性。接近常规布局的飞机易于采用隐身措施。平飞和垂飞两种状态下西北工业大学硕士学位论文13FWTB 的机身倾转，外形有很大变化，要在两种情况下都达到良好的隐身效果较为困难。TAFW 有一个“十”字型前翼，FXTB 长垂尾也与机翼构成一个“十”字，这是非常好的角反射器，会增大 RCS，因此给它们-1，其余得 0 分。可靠性。FOTP 的换向器、变速器、转动部件最多，可靠性较差；FWTB、TWTR、TWTP、TAFW 的倾转部件少一些；LLPD、FXTB 无倾转部件，布局接近常规，最可靠。因此，以 LLPD 为基准时，FXTB 得 0 分，其余都较为不可靠，得-1。2)飞行性能速度。从已有的类似机型看，各方案都可达到 300km/h 的速度，因此都得 0分。航时。FOTP 的空重系数较大，因此载油量小，同时油耗较大（双发），因此航时较小；FXTB 因兼顾垂直起落，气动布局不是很好，航时也较小；TAFW 采用大展弦比机翼，气动效率较高，航时最长。TAFW给 1 分，FOTP、FXTB 给-1 分，其余的给 0 分。垂飞。机身竖起的布局稳定性、操纵性不好，因此 FWTB、TAFW、FXTB得-1，其余得 0。过渡。LLPD 只需开动/关小垂直升力桨，同时关小/开动水平桨，即可实现过渡。简便快速，操稳性好。四桨的 FOTP 也较易控制，过渡效果也不错。双桨的 TWTR、TWTP 次之。需要倾转机身的 FWTB、TAFW、FXTB 过渡性能最差，其中 FWTB 和 TAFW 还会出现不同方向的力矩耦合。着陆。FWTB 和TAFW 很难实现完全的垂直降落，一般是沿抛物线轨迹着陆，因此场地面积较大，对障碍物高度有要求，地面也最好是平整的硬地。西北工业大学硕士学位论文14其余机型可完全垂直起落，对场地要求不高，给 0 分，FWTB、TAFW得-1。3) 装载载重、空间。LLPD 机身中部装有升力桨，载重空间受到一定限制。FOTP 的动力装置重量较大，削弱了载重量。TAFW 的气动效率较高，可提供较大的载重力，但这在某种程度上削弱了其垂直起降的能力，其余的载重适中，以 LLPD 为基准时，LLPD 和 FOTP 得 0 分，其余的载重能力要大些，得 1 分。设备使用。TWTR、TWTP、和 FOTP 的机身始终保持水平，且没有螺桨滑流的影响，因此无论平飞还是垂飞，所带设备都在良好的条件下工作。 LLPD 的机身在各种方向状态下也处于水平，稍有不足的是机身浸没在螺桨的滑流中，对设备的工作有一定影响。FWTB、TAFW、FXTB在垂直状态是机身都要竖起，设备无法工作。LLPD 得 0 分，TWTR、TWTP、FOTP 得 1 分，其余得-1。4) 经济性费用倾转螺桨是复杂的技术，相对其它机型研究制造费用较高，TWTR、TWTP、FOTP 得-1，其余得 0 分。动力匹配LLPD 无需转动任何部件即可实现水平、垂直推力的转换，匹配性能最好，FWTB、TWTR、TWTP、FOTP 要倾转某一部分才能实现转换，而 TAFW、FXTB 要改变整个机身的姿态，匹配性最差。以 LLPD 为基准时，其余都得-1。油耗FOTP 的功重比较大，耗油率高些。TWTP 有两个涵道，虽然改善了垂直性能，但废阻很大，耗油率也较高，因此它们得-1，其余得 0。0 TWTR 和 FWTR 为基准的观点类似上述，在此略去，结果见表 2-3-2-b，0 2-3-2-c（第 17、18 页）。西北工业大学硕士学位论文15步骤 5 计算综合标准下的各方案的标准分。综合标准下的得分由各项具体标准下的得分相加得到。标准分转换公式是：Ni,j=Ai, j Ai,minAi,max Ai,min其中：Ai,j方案 j 在综合标准 I 下的得分，Ai,max , Ai,min 综合标准下的最高分和最低分Ni,j标准分步骤 3、4、5 在表格中进行，详见表 2-3-2-a、b、c（第 16、17、18 页）。步骤 6 按不同的权重计算总分，排序。各种权重列于表 2-3-1，显然，第三种权重较好地反映了各综合标准的重要度，其余两种分别是安全性和飞行性能占主导地位。总分的高低大体上可以反映出某种权重下各方案的优劣。总分计算举例。0 2-3-2-b（第 17 页）中 LLPD 的总分用权重（3）计算如下：0.2 1 + 0.3 1 + 0.3 0 + 0.2 1 = 0.7步骤 7 对以其它方案作基准的标准分重复步骤 6，计算出不同权重下的总分。计算结果见表 2-3-3-a、b、c（第 19 页）。下面分别列出上述步骤所用的表格。表 2-3-1权重表综合准则权重（1）（2）（3）安全性0.40.20.2飞行性能0.20.40.3装载0.20.20.3经济性0.20.20.2西北工业大学硕士学位论文16表 2-3-2-a基准 LLPDLLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB安全性单发失效0001000简洁性00-1-1-100隐身性0-1000-1-1可靠性0-1-1-1-1-10得分0-2-2-1-2-2-1标准分1000.5000.5飞行性能速度0000000航时000-101-1垂飞0-1000-1-1过渡0-1-10-1-1-1着陆0-1000-10得分0-3-1-1-1-2-3标准分100.670.670.670.330装载载重、空间0110111设备使用0-1111-1-1得分0021200标准分0010.5100经济性费用00-1-1-100动力匹配0-1-1-1-1-1-1油耗000-1-100得分0-1-2-3-3-1-1标准分10.670.33000.670.67西北工业大学硕士学位论文17表 2-3-2-b基准 TWTRLLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB安全性单发失效0001000简洁性110-1011隐身性0-1000-1-1可靠性100-1000得分200-1001标准分10.330.3300.330.330.67飞行性能速度0000000航时000-101-1垂飞0-1000-1-1过渡1-1010-1-1着陆0-1000-10得分1-3000-2-3标准分100.750.750.750.250装载载重、空间-100-1010设备使用0-1000-1-1得分-1-10-100-1标准分0010110经济性费用1100011动力匹配10000-1-1油耗000-1-100得分210-1-100标准分10.670.33000.330.33西北工业大学硕士学位论文18表 2-3-2-c基准 FWTBLLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB安全性单发失效0001000简洁性10-1-1-101隐身性1011100可靠性100-1001得分3000002标准分1000000.67飞行性能速度0000000航时000-101-1垂飞1011100过渡1011100着陆1011101得分3032310标准分1010.6710.330装载载重、空间-100-1010设备使用1011100得分0010110标准分0010110经济性费用00-1-1-100动力匹配10000-1-1油耗000-1-100得分10-1-2-2-1-1标准分10.670.33000.330.33西北工业大学硕士学位论文19表 2-3-3-a （基准 LLPD）权重LLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB10.80.1340.40.4340.3340.20.33420.80.1340.5340.4680.4680.2660.23430.70.1340.5670.4510.5010.2330.234表 2-3-3-b（基准 TWTR）权重LLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB10.80.2660.5480.150.4820.4480.33420.80.20.6320.30.5660.4320.230.70.20.6570.2250.5910.5070.2表 2-3-3-c（基准 FWTB）权重LLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB10.80.1340.4660.1340.40.3320.33420.80.1340.6660.2680.60.3980.230.70.1340.6660.2010.60.4650.20 PDSP 的解决过程中只用到经验信息，因此只能作三种判断：A 比 B 好，0 A 比 B 差，或 A 和 B 相当。此时无法判断 A 到底比 B 好多少。相应的，PDSP的结果不是一个最佳方案，而是一组可能胜出的方案。如前所述，选择不同方案作基准进行计算直到一组方案脱颖而出。一般来说，基准的个数约为方案总数的一半左右。下面把表 2-3-3-a、b、c 的结果平均一下，得到不同权重下的平均总分，这个分数不仅考虑了一般设计要求（标准），又兼顾了不同用户、使用场合的要求（权重），是对各方案的一个综合评价。见表 2-3-4。西北工业大学硕士学位论文20表 2-3-4平均总分权重LLPDFWTBTWTRFOTPTWTPTAFWFXTB10.80.1780.4710.2390.4050.3270.33420.70.1560.6110.3450.5450.3650.21130.70.1560.6300.2920.5640.4020.211可见在三种权重下，LLPD、TWTR、TWTP 表现都很好，因此把它们作为 SDSP的选项进入下一步的优选决策阶段。2-4 优选决策