民用直升机造型设计方法研究.doc

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1、民用直升机造型设计方法研究概述经过多年的发展，我国已经初步建立起了比较完善的研制生产当代直升机的产业结构，基本满足了部队装备和国防现代化建设的需要。随着我国低空空域管理的逐步开放，民用直升机的总体需求也在逐年增长。但是，目前我国民用直升机的产业发展相较于市场需求有些滞后，这是由于除功能使用之外，用户对于民用直升机的审美和服务都提出了更高的要求。因此，国内直升机企业应加速提升自主创新研发能力，提高自身市场竞争力，抢占国内民用直升机市场。目前，大多数学术研究主要关注于直升机的各项关键技术发展和性能提升，对于直升机外观造型的

2、研究则少之又少。因此，本文拟引入感性工学的研究方法对直升机的造型设计进行研究。由于该方法在前期需要收集大量有鲜明造型特点的直升机图片，而且对于用户的选择范围比较宽泛，不适用于军用直升机，故而本文主要针对民用直升机进行设计研究。感性工学理念5学海无涯“感性工学”一词由马自达汽车集团前会长山本健一先生，于1986年在美国密西根大学发表题为《汽车文化论》的演讲中首次提出。感性工学是一种应用工程的定量化手段来研究人的感认知性与物的设计特性间关系的理论。一件好的产品不光要满足用户对其功能上的需求，更要在形态上贴合用户的认知，引起

3、用户的情感共鸣。因此，感性工学这门学科才会应运而生，它量化用户的情感因素，将这些模糊不明的感性需求转化为产品的设计要素。由于感性工学是一门比较新的学科，因此还未有统一的分类方式。在此，只列举最为经典的日本学者长町三生教授的分类方法。1）类别分类法：该方法首先明确产品策略，经由各式行业曲线linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.09.009可替代度影响力可实现度行业关联度真实度感性信息，凝聚成产品概念，再从产品概念（第0次元感性概念）向下逐次展开

4、，直到最后出现产品设计的具体物理参数为止。2）感性工程系统法：该方法建立一个由感性词汇数据库和意象数据库所组成的专家系统。建立这样的可逆系统后，即可进行用户感性认知与产品设计要素之间的转译工作，来指导产品设计工作。此种方法可以分为“顺向型感性工学系统”与“逆向型感性工学系统”两大类型，前者是将用户的感性需求译为产品的设计要素，再指导产品的设计研发工作；后者是将设计方案转译，反向评估设计方案可能激发的用户感性需求。本文拟采用顺向型感性工学系统方法指导造型设计，其具体技术路线如图1所示。3）混合感性工程系统法：该方法是将上

5、述顺向型及逆向型两种系统整合为一个可双向转译的混合系统。4）感性工程模型法：该方法是建立数学预测模型，来构造感性因素。5）虚拟感性工程法：该方法是利用虚拟现实技术，以各种仿真设备模拟出多媒体虚拟空间，分析验证设计构想。由于感性工学的方法适用范围较广，近些年来已经在汽车的造型研究上取得不小的进展，极大地提高了造型表达效率。郑先锋等将汽车外观进行要素分解，进而通过问卷分析用户的兴趣点要素排序，筛选出用户关注度高的要素进行有针对性的设计，但问卷选择的专业用户数量较少，统计数据说服力不足。姚湘等将汽车侧面车身进行抽象简化，研究

6、用户的感性认知和汽车的造型元素之间的关系。由于针对汽车的造型分解和用户定位不能直接应用于直升机上，因此需要改进感性工学的研究方法，重新分析民用直升机的造型元素和用户兴趣点，使其适用于民用直升机的造型设计。民用直升机造型设计流程以往的民用直升机设计流程分为4个阶段，如图2所示：①明确直升机的设计定位，调查潜在使用用户需求和同类竞争机型情况，吸取现有成功机型的亮点和技术，拟定独有的创新点或卖点；②结合前期调研阶段的诸多信息，如各项参数特征、重量、交点数据等，设计人员进行头脑风暴，绘制概念草图方案，经过多轮讨论完善二维方案；

7、③将二维草图落实成三维曲面模型，在保证原有设计思路不变的基础上，进一步修正外观造型，完善初期设计方案；④5学海无涯根据各系统的新增设备要求或者驾驶舱人员布局进行多轮的工程化迭代，同时进行机身整体的气动阻力优化，进一步调整造型设计。由于在以往的设计过程中，许多造型的细节问题不能被一次性统筹考虑到，会造成直升机在开发过程中反复进行无用的设计外形迭代，引起项目开发时间过长、产品造价过高等问题。而基于感性工学的造型设计方法就是要改变传统的产品设计顺序，在设计初期进行介入，辅助概念草图设计，使设计更具有方向性和实用性。具体设计流

8、程如下：1）搜集大量民用直升机的样本图片。图片的选取标准如图3所示：一是能够清晰的体现直升机完整的形态结构；二是背景较为干净，不会影响直升机主体辨认。第一轮要去除外形相近造型的直升机，选出具有代表性特征的直升机图片。由于此次进行的是造型研究，因此第二轮要排除非造型因素的干扰，对图片进行去色处理，以供后续问卷使用。2）搜集形容民用直