南京航空航天大学：《飞机总体设计》课程教学资源（讲义）第四讲 飞机主要参数的确定

航空宇航学院 剑 飞机主要参数的确定 HOW CAN/ ANALYZE HOW CAN/5TART70 WHATS/ZE YOUR A/RPLANE SHOULD BE/F/ DONT EVEN DRAW //F/DONT EVEN KNOW WHAT KNOW WHAT/T LOOK5 LIKE ?P SIZE/T SHOULD BE ?P CAME FIRST

1 航空宇航学院 飞机主要参数的确定

航空宇航学院 剑 飞机总体设计框架 设计 主要参数计算 部件外形设计 要求 发动机选择“机身机翼尾翼 布局型式选择 起落架进气道 分析计算 三面图 是否满足 重量计算 设计要求? 气动计算 部位安排图 最优? 性能计算 结构布置图 结构分析

2 航空宇航学院 飞机总体设计框架 设计 要求 设计 要求 布局型式选择 布局型式选择 主要参数计算 主要参数计算 发动机选择 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 三面图 部位安排图 结构布置图 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求 最优 是否满足 设计要求 最优

航空宇航学院 剑 内容提要 什么是飞机主要参数 确定飞机主要参数的方法 界限线法 对比分析法 飞机全机重量估算

3 航空宇航学院 内容提要 • 什么是飞机主要参数 • 确定飞机主要参数的方法 • 界限线法 • 对比分析法 • 飞机全机重量估算

航空宇航学院 剑 什么是飞机主要参数 飞机的正常起飞重量:Wo(kg) 动力装置的海平面静推力:T0(10N) 机翼面积 s(m 相对参数 翼载荷W-/S(Kkg/m2) 2.推重比T0/Wto(0N/kg)

4 航空宇航学院 什么是飞机主要参数 • 飞机的正常起飞重量: Wto kg • 动力装置的海平面静推力: T0 10N • 机翼面积: S m2 • 相对参数 : 1. 翼载荷 Wto/ S (kg/m2) 2. 推重比 T 0/ Wto (10N/kg)

航空宇航学院 剑 确定飞机主要参数的方法 根据设计要求中的飞行性能要求确定翼载荷 和推重比 界限线法 对比分析法 ·根据飞行任务剖面图计算飞机正常起飞重量、 空机重量和燃油重量

5 航空宇航学院 确定飞机主要参数的方法 • 根据设计要求中的飞行性能要求确定翼载荷 和推重比 - 界限线法 - 对比分析法 • 根据飞行任务剖面图计算飞机正常起飞重量 空机重量和燃油重量

航空宇航学院 剑 界限线法 T/W Vmax=f(/Wto,W S) 起飞=f4l0Wto,WS) 升限= 13T0/Wto, Wt/s) 爬升率-f( T Wto, Wto/s) 着陆=f5(l0/Wm,W 700 W/S

6 航空宇航学院 界限线法 Vmax = f1(T0/ Wto, Wto/S) L起飞 = f2(T0/ Wto, Wto/S) 升限 = f3(T0/ Wto, Wto/S) 爬升率= f4(T0/ Wto, Wto/S) V着陆 = f5(T0/ Wto, Wto/S) …… W/S T/W

航空宇航学院 剑 主要设计参数与飞行性能的关系 最大平飞速度 2ppy2S 对于喷气式发动机: H11000(M)时 Vmax=15.94,(T /W).(W/S). 5/Cp (km/h)

7 航空宇航学院 • 最大平飞速度 主要设计参数与飞行性能的关系 T CD V S2 21 = ρ 对于喷气式发动机 H 11000 M 时 V T W W S CD max =15.94 ( / )⋅( / )⋅ξ / km/h km/h

航空宇航学院 剑 其中:TW的单位是10Nkg WS的单位是kgm2 p/p 5=PP是发动机速度特性系数 5=10.32M+0.40M2-0.01M3 C是阻力系数 对于螺旋浆发动机: max 4239·(P/W)(W/S)CD△)(kmh) 其中P的单位是kW/kg

8 航空宇航学院 其中 T/W的单位是10N/kg W/S的单位是kg/m2 = / 0 = Pv/Pv=0 是发动机速度特性系数 = 1-0.32M + 0.40M2 - 0.01M3 CD是阻力系数 ∆ 对于螺旋浆发动机 3 max = 42.39⋅ ( / )⋅( / )/( ⋅∆) V P W W S C D km/h 其中P/W的单位是 kW/kg

航空宇航学院 剑 最大升限 对于喷气式发动机: H11000(M)时 Hm=57821-0965Km5(TW)04}(km

9 航空宇航学院 • 最大升限 对于喷气式发动机 H 11000 M 时 57.82 {1 0.965[ ( / )] } 0.174 max max − H = ⋅ − K ξ T W km

航空宇航学院 剑 对于螺旋浆发动机: H100M)时 W/SC Hmax=5782:1-0.728 (T/W)y(T7

10 航空宇航学院 对于螺旋浆发动机: H 11000 M 时 ] } ( / ) ( ) / 57.82 {1 0.728[ 0.058 30 max 2 2 ξ πλCD T W W S H = ⋅ − (km)