北航大飞机班-大型客机气动设计.doc

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1、大飞机班大型客机气动设计结课论文2013/12/271，大型客机概述1.1大型客机概念大型客机项目是一个国家工业、科技水平和综合实力的集中体现，对增强中国的综合国力、科技实力和国际竞争力，使中国早日实现现代化具有极为重要的意义。大飞机一般是指起飞总重超过100吨的运输类飞机，包括军用大型运输机和民用大型运输机，也包括一次航程达到3000公里的军用或乘坐达到100座以上的民用客机。从地域上讲，我国把150座以上的客机称为大客机，而国际航运体系习惯上把300座位以上的客机称作“大型客机”，这主要由各国的航空工业

2、技术水平决定的。具体载客量要看机型和舱内布局。最大的客机A380如果全经济布局的话可以载800多个人。1.2大型客机研制较军机而言，民机有许多不同之处。主要来讲，民机研制流程可以从时间角度划分为前期论证、型号研发、产品支援及客户服务三大阶段：1）前期论证阶段：这一阶段的主要工作任务是形成产品设想和立项，一个标志性里程碑是：长周期及通用技术准备工作正式启动。2）型号研发之可行性论证阶段：这一阶段的主要工作任务是定义满足市场需求的产品方位和层次。初步设计和详细设计阶段：这一阶段的主要工作任务是定义满足市场需求的

3、具体产品。产品研制阶段：这一阶段的主要工作任务是形成满足市场需求的合法的产品和服务。3）产品支援及客户服务阶段。1.3国产大飞机研制意义中国虽然在民用飞机制造方面拥有一定经验，但与发达国家相比还存在较大差距，难以满足我国经济社会发展和快速增长的民用航空市场的需求。未来２０年，是中国民用航空工业发展的重要战略机遇期。中国实施大型客机项目具有以下六大重要意义：1）大型客机项目是一个国家工业、科技水平和综合实力的集中体现，对增强中国的综合国力、科技实力和国际竞争力，使中国早日实现现代化具有极为重要的意义。2）航空

4、工业产业链长、辐射面宽、连带效应强，在国民经济发展和科学技术进步中发挥着重要作用。大型客机是现代制造业的一颗明珠，是现代高新科技的高度集成。3）发展大型客机，能够带动新材料、现代制造、先进动力、电子信息、自动控制、计算机等领域关键技术的群体突破；能够拉动众多高技术产业发展；还将带动流体力学、固体力学等诸多基础学科的重大进展，将会全面地、大幅度地提高中国科学技术水平。4）发展大型客机，将更好地满足我国经济发展和人民出行需要，也必将成为一个潜力无限的新的经济增长点。5）研制具有市场竞争力的大型客机，不仅可以为航

5、空工业的发展提供突破口和新的增长点，还有利于提高中国航空工业的制造能力和管理水平，最终形成强大的航空工业。6）中国拥有１３亿人口，改革开放以来综合国力和国际地位日益提高，应该拥有自己的大飞机，这样才与我国社会主义大国的地位相称。,2，大型客机气动布局简介2.1飞机气动布局飞机的气动布局是指飞机不同气动承力面的安排形式。机翼是飞机的主要气动承力面，由平尾和立尾组成的尾翼是飞机的辅助气动承力面。简单地说，飞机机翼和尾翼的不同安排就构成了飞机的气动布局。传统飞机的气动布局有以下几种形式。（1）正常式布局：水平尾翼

6、位于机翼之后的布局形式，是现代飞机采用最多的布局，积累的知识和设计经验最为丰富。飞机正常飞行时，正常式布局的水平尾翼一般提供向下的负升力，保证飞机各部分的合力矩平衡，保持飞机的静稳定性。现代大型客机全部采用这种布局形式，如1957年首飞的波音707客机和1991年首飞的空客公司A340客机气动外形比较，它们几乎没多大区别，最新型的波音787和空客A350也采用类似布局。（2）鸭式布局：水平尾翼位于机翼之前的布局形式。鸭式布局是飞机最早采用的布局形式，莱特兄弟设计的飞机就是鸭式布局，由于鸭翼提供的不稳定俯仰力

7、矩造成鸭式飞机发展缓慢。随着主动控制技术的发展，鸭式布局技术日趋成熟，这种布局升力效率高，难点是鸭翼位置的选择和大迎角时俯仰力矩上仰的问题。（3）无尾式布局：只有机翼、无平尾、有立（垂）尾的布局形式，一般采用大后掠的三角机翼，用机翼后缘的襟副翼作为纵向配平的操作面。配平时，襟副翼的升力方向向下，引起升力损失，同时力臂较短，效率不高。为解决操纵困难和配平阻力大的问题，无尾式布局的飞机通常采用机翼扭转设计。这种布局的优点是结构重量较轻、气动阻力较小。近年来，在上述3种典型布局的基础上，又发展了飞翼和三翼面布局形

8、式。（4）飞翼和三翼面布局：飞翼飞机只有机翼、没有平尾和立尾，一般采用翼身一体化设计，也没有明显的机身，通常在飞翼后缘装襟副翼、升降舵、阻力方向舵等多个舵面来控制飞机的飞行，具有气动效率高、升阻比大等优点。三翼面布局飞机机翼前面有前翼，后面有平尾，综合了正常式布局和鸭式布局的特点，操纵和配平特性好，允许有更大的重心移动范围，不足之处是飞机的总重有所增加。2.2大型客机气动布局客机的气动布局设计实质上是飞机空气动力