客机概念设计中的主要总体参数选择与优化

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1、、、南京航空航天大学硕士学位论文摘要当飞机的任务剖面确定以后，确定飞机主要总体参数就成了飞机概念设计的首要任务。其任务是找到能满足飞机性能要求的飞机主要参数。这些参数包括：起飞翼载、推重比、起飞重量、机翼面积、机翼翼载、机翼后掠角、机翼相对厚度和机翼梯形比等。本研究工作的目的是：面向客机概念设计阶段，开发一组能快速确定飞机主要总体参数的辅助工具(计算程序)。这组辅助工具包括界限线图绘制程序、地毯图绘制程序和机翼主要参数优化三个部分。界限线图是一张综合描述飞机设计性能要求的二维图表。界限线图上的每条界限线都描述了不同的飞机性能要求下的翼载和推重比之间的关系。通过界限线图，设计人员可以在界限线

2、围成的可行区域内选择合适的、符合客机设计性能要求的推重比和翼载。地毯图是一种可以同时描述三个参数之间关系的二维图表。与多曲线的图标相比，地毯图显示更加直观和方便。在地毯图中，描述了飞机推重比和翼载与客机最大起飞重量之间的相互关系。同时依据界限线的绘制方法，也将客机各个设计性能要求绘制在同一张图上。通过地毯图，设计人员可以选取在满足飞机各个设计性能要求约束下使得飞机起飞重量最小的推重比和翼载的组合。机翼主要参数优化计算程序的目的是应用优化算法来确定机翼主要参数。机翼参数包括机翼面积、机翼后掠角、机翼展弦比、机翼梯形比和机翼相对厚度。机翼主要参数优化计算环境包含了目标、设计变量和约束三部分的定

3、义。优化目标为最大起飞重量最小或者直接使用成本最小；设计变量为机翼面积、机翼后掠角、机翼展弦比、机翼梯形比和机翼相对厚度；约束为飞机的设计性能要求和机翼油箱容积。通过目标机型和算例的验证，证明了上述3个辅助工具的可行性。在客机的概念设计阶段，上述客机主要总体参数确定的辅助工具可以提高设计人员的工作效率。关键词：飞机设计；民用客机：参数选择；机翼；优化客机概念设计中的主要总体参数选择与优化ABSTRACTTheiIlitialsi五IlgusuaIlyistllefi塔tst印dllI证g疵raftcoIlceptualdesign谢henthenlissionspeci丘cationsar

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