中型公务机总体设计报告

1、飞机总体设计报告中型固定翼公务机设计报告 小组成员： 011110308 张 泽 011110313 徐 可 011110315 尹建浩 011110320 张 权 011110325 杨 根飞机设计要求课题：八座中型固定翼豪华公务机总体设计关键词：安全、舒适有效载重：旅客8名，行李20kg/人。机组人员2名，共计承载950kg。飞行性能：巡航速度：0.75M最大航程：4000km起飞距离：1200m进场速度：70m/s飞机总体布局1. 同级类似飞机部分参考资料飞机型号载荷（kg）起飞重量（kg)巡航速度（km/h)航程（km)飞鸿30091282078003346奖状XLS104391637

2、973441里尔40XR970952586032082. 确定飞机构型1） 正常式 T型平尾，单垂尾正常式布局与鸭式布局对比优点缺点正常式布局1.技术成熟，所积累的经验和资料丰富，设计容易成功 。2.保证飞机具有良好的亚、跨音速气动特性。1.机翼的下洗对尾翼的干扰往往不利，布置不当配平阻力比较大。鸭式布局1.全机升力系数较大；2.L/D 可能较大；3.在相同的跑道距离上，鸭翼布局比常规布局滑跑距离更少1.鸭翼在大迎角时诱导阻力较大，其失速也早于机翼。2.而且鸭翼的涡流可能导致飞机纵向和横侧的不稳定性增大。 T平尾的优缺点优点缺点T平尾1.避免机翼下洗气流和螺旋浆滑流的影响： a.减小尾翼振动；

3、 b.减小尾翼结构疲劳； c.避免发动机功率突 然增加或减小引起的驾驶杆力变化2.利用端板效应，气动效率增加，垂尾的面积可适当减小3.“失速”警告（安全因素）4.外形美观（市场因素）1.增加垂尾的结构重量2.接近“失速”时平尾可能失效。2) 机翼：后掠翼，下单翼巡航速度为0.75M之间，处在跨音速之间，所以，我们采用小展弦比的后掠翼，后掠角大约在25°左右，这样能有效提高临界马赫数，延缓激波的产生，避免过早出现波阻。3）两台涡轮风扇发动机尾吊考虑对飞机的驾驶比较容易，噪音小，符合易操纵性和舒适性的要求。4）起落架：前三点式，安装在机身上飞机三视图草图展示： 主视图 俯视图 侧视图 机

4、身外形的初步设计客舱布置：头等舱标准8座，添加4张办公桌示例如下座椅排距：1.0m座椅宽度：0.59m过道宽度：0.5520m客舱布置如下客舱剖面如下飞机长径比设计参考标准：长径比低速M<0.7高亚音速M<0.80.9超音速M>1.26981310201.22.01.72.646233457喷气式公务机一般设计参考数据=79.5=2.55（deg)=611本次公务机客舱布置最终设计参数=1.5=3.0=7.1（deg)=8m总长14.21m前机身3.02m中机身5.16m后机身6.03m上翘角6.25deg机身外形草图：确定主要参数1 重量的预估1根据设计要求：航程:Rang

5、e2800nm=5185.6km巡航速度:0.8M巡航高度:35000 ft=10675m；声速:a=576.4kts=296.5m/s 2预估数据（参考统计数据）耗油率C0.6lb/hr/lb=0.0612kg/(h·N)（涵道比为6）升阻比L/D 17.63根据Breguet航程方程： 代入数据：Range = 2800 nm；a = 576.4 Knots (巡航高度35000ft)C = 0.6 lb/hr/lb (涵道比为6)L/D = 17.6M = 0.8计算得： 4燃油系数的计算飞行任务剖面图1Engine Start and Warmup2Taxi out3Take

6、 off4Climb5Cruise6Descent7Landing and Taxi in8Reserve Fuel总的燃油系数：5根据同类飞机，假设3个最大起飞重量值10,000 lbs15,000 lbs20,000 lbs2290lbs3435 lbs4580lbs2109 lbs2109 lbs2109 lbs5601 lbs9456 lbs13311 lbs重量关系图交点：(13923,8626)6所以最终求得的重量数据：8626 lbs 3886kg3188 lbs1436kg2109 lbs950kg13923 lbs6272kg2、 推重比和翼载的初步确定取翼载荷W/S=350

7、kg/,推重比T/W=3.5N/kg发动机选择根据设计参数，取W/S=400/m²， T/=3.5N/kg， =6272kg，综上，发动机推力=10.76km=2416lb根据飞行高度和速度确定发动机类型由设计巡航速度M=0.75，巡航高度=35000ft，故选择涡轮风扇发动机，此类发动机亚音速时不加力的耗油率较低，加力比较大，能适应各种类型的飞机。参考发动机型号：指标型号Thrust(lb)SFCDLegthWeightTFE73135000.5140”50”734JT15D30000.5528”61”630PW50030000.4427”75”765FJ44-223000.456

8、21”40”445考虑到设计飞机的推力，及发动机本身质量、尺寸、耗油率、经济性等因素，选择发动机型号JT15D-5,具体参数如下： 起飞推力1290daN最大连续推力1290daN推重比4.264.69直径686mm起飞耗油率 0.562kg/(daNh)空气流量37.8kg/s涵道比2.0长度1600mm总压比12.6涡轮进口湿度1013°C质量291.5kg机翼外形初步设计1 翼型： 后掠翼，超临界翼型W=L=qSCL-得CL=(W/S)*(1/q)近似认为翼型的Cl等于三维机翼的CLCl=350*9.80.5*0.388*(296.5*0.75) 2=0.36亚音速飞机的相对厚

9、度多在10%至14%，选取10%超临界翼型NASA SC(2)-0410超临界翼型 二机翼平面形状的设计，计算平均气动弦的位置和长度：1.展弦比：公务机展弦比5.08.8， 参考翼载荷及其他同类飞机，取AR=7。 根据翼载荷求得机翼面积S=17.92 ，则=11.20m2.后掠角：25°影响如下图所示：3.梯形比：0.60.4，根据Prandtl 机翼理论，当升力分布为椭圆形时，诱导阻力最小，当 =0.4 时 ，升力分布接近椭圆形，故许多低速飞机为0.4 左右，所以取=0.44.机翼平均厚度：公务机平均相对厚度一般在10%12%之间，取10%。后掠角与相对厚度对阻力发散马赫数的影响：

10、5.机翼参数如下：面积S=17.92m2 展长=11.2m弦长 =2.28m =0.91m气动弦长：=1.69m前缘后掠角与四分之一弦线后掠角的关系：，27.81°平均气动弦长到翼根距离=2.40m6.机翼安装角：翼型迎角2°时CL= 0.4818可取，iw=2°7.机翼扭转角：扭转角采用负扭转，公务机、喷气运输机负扭转角：0º7º，取5º8. 机翼上反角的确定： 对于 “T” 平尾和下单翼布局，上反角为3º 左右。亚音速后掠翼，下单翼，上反角为3º7º。由于采用“T” 平尾和下单翼布局，后掠翼，所以取上

11、反角为3 º。9.翼梢形状的选择：采用UPSWEPT翼梢小翼。对翼梢处的旋涡进行遮挡，翼梢小翼设计成有弯度，翼梢涡在小翼产生升力， 这个升力方向向前，可减小总阻力 。10. 内翼后缘扩展：无内翼后缘扩展。11. 增升装置的选择： 选取后缘双缝富勒襟翼。12. 副翼外形的选择： 相对面积 S副 /S = 0.06相对弦长 c副 /c = 0.25相对展长 L副 /L = 0.30偏角 d 副= 28º °位置位于半展长的70%13.扰流板位置：扰流板位于后缘襟翼的前面。3 尾翼1.确定平尾容量和垂尾容量计算纵向/航向机身容量参数，查图得平尾和垂尾容量纵向机身容量参数

12、：（）*（）/=1.73平尾容量：0.864航向机身容量参数：()*()/=0.315垂尾容量：0.0932.预估尾力臂的长度平尾尾力臂=50%X机身长度=7.1m垂尾尾力臂=90%X(tanX1/4)X0.5X机身长度=2.24m3. 根据尾容量和尾力臂长度，计算平尾和垂尾的面积4. 确定平尾和垂尾的外形数据平尾：展弦比 4.0 梯形比 0.40 升降舵弦长 0.35 相对厚度 0.07 后掠角 30垂尾： 展弦比 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发动机短舱初步布置发动机短舱初步设计由于所选发动机尺寸较小，因此选用混合式短舱结构。进气道唇口直径DIH37.8kg/s83.92lb/sDIH主整流罩最大高度，取主