《飞机的总体设计PPT课件-第07讲机身外形的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞机的总体设计PPT课件-第07讲机身外形的设计（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机身外形的初步设计,飞机总体设计框架,设计 要求,布局型式选择,主要参数计算,发动机选择,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,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？,内容提要,设计机身所考虑的主要因素 机身外形的主要参数 机身参数对气动和结构的影响 机身外形主要参数的初步确定 机身外形的初步设计要点 面积律 机身外形初步设计的步骤 举例,设计机身所考虑的主要因素,装载要求：有足够大的内部容积 气动要求：气动阻力小 结构要求：有利于结构布置,机身外形的主要参数,描述方法之一： - 总长度：L身 - 最大横截面积S
2、：身 - 机身长径比：身 = L身 / d身,d身是S身的当量直径：,- 头部长径比：头 = L头 / d头 - 尾部长径比：尾 = L尾 / d尾,描述方法之二： - 最大直径：df - 总长度lf - lfc , fc,机身参数对气动和结构特性的影响,机身长径比身对阻力的影响,1）机身的压差阻力和波阻，随增大而降低。 2）摩擦阻力随有可能增加。,整个机身的阻力系数与M数有关： M=0.6时， =3.5最有利 M=0.9时， =6.5最有利 对应一定M数，存在一个最有利的长径比,fc的影响 1）fc变大：摩擦阻力小，型阻增大，尾翼面积会增加； 2）fc变小：摩擦阻力增大，型阻小，尾翼面积减小
3、； 3）fc的大小与着陆时着地角有关,机身外形参数的初步确定,机身长径比的选择（参考统计数据）,df / lf ，lfc , fc 的选择,最大横截面积S身的确定 原则：按照机身内部装载要求，由里向外方式确定S身 对于战斗机：h 5 cm 小型民用机: h 3.8 cm 喷气旅客机: h 0.02df + 2.54 （cm),h,机身外形的初步设计,控制截面的确定 - 按内部装载的要求定出各个横截面 - 截面形状尽量设计成圆形 表面面积小，有利于减少摩擦阻力； 对于气密舱，有利于承受内压； - 不能采用圆形时，由圆弧组成 - 低速轻型飞机，主要考虑装载要求，常采用非圆形截面。,战斗机,大型客机
4、,客舱的高度应该不小于1.9米，但也不能大于2.5米。,各种非圆形机身截面形状,公务机,由多段圆弧构成的截面,超大型客机的截面形状,A380 的机身截面形状,客舱的等级,座椅的尺寸,参见第9章,座椅的纵向布置,参见第9章,客舱的座位安排：与长径比协调,側视图外形的设计 亚音速： 流线型，最大横截面在1/3处 高亚音速：层流机身，最大横截面在45%处 超音速： 指数曲线系列或抛物线系列,机尾外形的设计,fc通常1116左右（喷气客机）,lfc / df通常为1.8 4,机头外形的设计,- 驾驶员视角大于15度。 - 考虑临界M的要求,面积律,面积律是研究飞机机体横截面积的分布规律与波阻之间相互关
5、系的理论 为使飞机在跨音速范围内的阻力最小，飞机各个部件组合在一起的横截面积的分布图形，应该相当于一个最小阻力的当量旋成体图形。,（1）不考虑面积律要求 （2）考虑面积律要求 （a）机翼机身组合体 （b）当量旋成体 （c）横截面积分布,按面积律的要求对飞机进行修形： - 将机身中段收缩成蜂腰形 - 将平尾、垂尾及发动机短舱等部件的纵向位置错开 应用例子 - 美国F102和B-58 - 我国Q-5型强击机和J-12歼击机,美国B-58飞机横截面积分布图,1机身；2机翼；3内侧发动机短舱；4挂架； 5外侧发动机短舱；6挂架；7整流包皮；8尾翼。,按面积律要求修形的效果,注：当1.5以后，效果就不显
6、著,机身外形初步设计的步骤,回顾设计要求的有效载荷，列出有效载荷项目 （如旅客人数等）； 根据所选的内部座位和装载要求，确定最大当量直径df和横截面形状，以及控制截面形状； 考虑结构高度要求，将df和横截面形状适当放大。 参考同类飞机，选定长径比身，头，尾或lf / df，lfc / df，fc ； 根据身和df确定机身长度或根据装载要求根据机身长度； 画出机身外形草图。,DC-9系列飞机,MD-82飞机,MD-82飞机商载空重比,表1 全机总长、商载和空重数据,表2 商载空重比,MD-82改型和DC-9-50改型收益的比较,表3 MD-82和DC-9-50改型收益比较,加长机身的影响,1.拉长机身，恶化了大迎角状态下的纵向力矩特性,2.机身的加长使机身纵向刚度降低,3.加长机身增加了飞机纵向和侧向惯量矩,机身头部和尾段设计,1.影响机身头部阻力主要是头部形状和长细比,机身头部和尾段设计,2.机身尾段外形对阻力的影响,机身头部和尾段设计,A300B机身尾部外形试验方案,上掠角与机身阻力系数增量曲线图,
