安静超音速旅客机设计技术

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1、第五届全球华人航空科技研讨会DesigningTechniquefor“Quiet”SupersonicBusinessJestDanDan1,*1ChengduAircraftResearch&DesignInstitute,Chengdu610041,China“安静”超音速旅客机设计技术但聃1,*1成都飞机设计研究所,成都610041,中国AbstractSupersonicbusinessjetisconsideredtobeaimportantdevelopmenttrendoftheworldwideaviationindustry.Aircraftlayoutshouldbe

2、optimizedtosatisfysonicboomstandard.Aparametricanalysisisdonebasedonthemethodgivenbythefirstliterature.It’sfoundthatflyingweightandheighthavegreateffectsonsonicboomintensity,whileaspectratioandwingloadinghavefeweffect.It’sfoundtheconfigurationwithanacerosefuselage,acanardandahighlybackwardsweptwin

3、gisexcellentforsonicboomcontrol.Theresultgivebythisarticlecanalsobeusedonsupersonicairliner.Keywords:supersonicbusinessjet;sonicboom;parametricanalysis;layoutoptimization摘要超音速旅客机是航空工业的重要发展方向之一。为了满足超音速旅客机的低声爆设计要求，应针对声爆问题进行布局优化。本文对影响声爆强度的参数进行初步分析，发现飞机重量和飞行高度对声爆强度影响很大，展弦比、翼载等参数对声爆强度的影响较小。比较了各种布局形式的优劣

4、，发现“细长机身+鸭式布局+大后掠三角翼”布局比较有利于减小声爆强度。关键词：超音速旅客机声爆参数分析布局优化1.超音速旅客机的发展1放和各类噪声问题，声爆问题在当时更是无法解决。而上世纪八十年代兴起的环境运动，大大提高了人自从人类进入超音速时代之后，就不断有人提们对飞行器环境相容性的要求，直接加速了第一代出超音速旅客机的设想。上世纪60年代，波音提出超音速旅客机的消亡。了“音速巡航者”计划。1969年，苏联设计的“图时至今日，与超音速旅客机有关的各种基础科-144”和英法联合设计制造的“协和”飞机先后飞学技术突飞猛进：大规模的流体力学计算已经是航上天空。自诞生以来，超音速客机就面临着种种

5、问空界的常用技术，气动设计水平比起上世纪七八十题。由于设计难度过大，“音速巡航者”还在设计阶段就被迫下马；图144客机在投入商业航线后仅半年代有了长足的进步，能够设计出升力更大、阻力年就由于安全问题而停飞；协和飞机诞生以来，面更小的飞机外形。结构设计方面，以复合材料为代临着高油耗、低效费比的问题，特别是超音速飞行表的新材料、新工艺的大量应用，使得工程界设计产生的声爆让人无法忍受，美、欧等都禁止其在大出更轻、更坚固的结构。发动机技术的进步也使低陆上空超音速飞行。面临种种困境，协和飞机在运营了27年以后，于2003年5月宣告退役。油耗、低排放的飞机变得可能。在环境方面，各种回顾历史可以看出，超

6、音速旅行技术在昙花一新技术的使用使现在的飞机更安静、更省油、更清现后沉寂是历史的必然。在上世纪六七十年代，航洁。已经沉寂多年的超音速旅客机又重新提到台面空界气动设计仍主要依靠经验公式和面元法，流体上，出现了新一波超音速旅客机的设计热潮。力学计算尚未得到大量应用。飞机结构仍以金属材与上世纪六七十年代热衷于设计大型超远程超料为主，复合材料尚在萌芽之中。第一代航空喷气发动机推重比小，效费比低。在这些基础上设计出音速客机有所不同，目前航空工业界更倾向于设计来的超音速旅客机是早熟的产品，难以在激烈的市小型超音速飞机，特别是超音速公务机上。一般认场竞争中生存。更为关键的是，第一代超音速旅客为，目前的航

7、空设计水平尚不足以设计生产出经济、机在设计阶段并未考虑到环境相容性，包括废气排环境上能承受的大型超音速客机，但对于小型的载人超音速公务机，其体积、重量与目前的超音速战*Correspondingauthor.E-mailaddress:dand85@126.com1斗机、轰炸机接近，航空界具有比较丰富的经验，式中s=ss为飞机某STA处横截面积AAAMax技术难度可接受，实现的可能性很大。特别是对于和最大横截面积的比值；