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1、飞机总体设计报告（110座级支线客机概念设计） 学院：航空宇航学院1、 设计要求：1.有效载荷全经济舱布置110人（每人重75kg）每人行李总重：20kg2.飞行性能指标巡航速度：M 0.78飞行高度：35000英尺39000英尺航程：2300（km），45分钟待机，5燃油备份备用油规则：5%任务飞行用油+ 1,500英尺待机30分钟用油+ 200海里备降用油。起飞场长：小于1700（m）着陆场长：小于1550（m）进场速度：小于220 （km/h）二、飞机构型的确定 1.设计要求相近的飞机资料 飞机型号有效载荷（t）起飞重量(kg)巡航速度(km/h)航程(km)CRJ-900 10.236
2、.58602778ARJ2111.243.69233700BAe14624.82554SSJ-1004587845902. 飞机布局形式 参考机型：庞巴迪航宇集团CRJ-900 中国商用飞机有限公司ARJ21 英国航宇公司BAe146 加加林航空制造集团SSJ-1001）尾翼（正常式“T”型单垂尾） 避免发动机尾喷流达到平尾上。 避免机翼下洗气流的影响 “失速”警告（安全因素） 外形美观（市场因素）2） 机翼（采用下单翼） 便于安装起落架，且不挡住发动机进气。 可以布置中央翼，减轻机翼结构重量。3） 发动机（尾吊双发涡轮风扇发动机） 飞机的驾驶比较容易，噪音小，符合易操纵性和舒适性的要求。4）
3、 起落架 前三点型式，主起落架安装在机翼上5） 飞机草图3、 机身外形的主要参数1.通道：单通道 经济舱：5*22=110 另外布置厨房、厕所及安全门2. 机身横截面及当量直径 1）经济舱座椅宽度19-21in，取21in；其中中间位置加宽为22in；过道宽度为19in。 机舱宽度为：21*4+22+19+10=135（其中为了舒适及结构需要增加10in） 2）截面采用圆截面 座椅设置在最大直径处，因此当量直径为135in=3.44m3. 中间段长度确定 经济舱座位间距为31-34in，取34in。 中间段设计一个I型（24in）和一个III型（20in）应急出口，以及2个厕所每个宽36in
4、中间段长度为：34*22+24+20+36*2=864in=22m4. 尾段长度确定 喷气式旅客机的lfc/ df在1.8-4之间，取2. 尾段长度为：2*3.44=6.88m5. 机身头段确定 喷气式旅客机长径比在6.8-11.5之间，取10，机身长度为10*3.44=34.4 机身头段确定：34.4-22-6.88=5.52m4、 主要参数的确定 1.主要参数的确定1）飞行参数 航程2300（km）为1242海里 飞行高度35000-39000英尺；取35000英尺则a=576.4knots 飞行速度0.78Ma2) 重量的估算 假定C为0.6，L/D为17.6 则有：=1.1 则：=1-
5、1/1.1=0.091=0.001+0.001+0.002+0.016+0.187+0.003+0.05=0.258现在假设3个起飞重量，分别为80000lbs,140000lbs,200000lbs其中Wpayload=209.44*110=23038lbsWto80000140000200000Wfuel206403612051600Wpayload230832308323083Wempty3627780797125317 最大起飞重量121135lbs 使用空重70775.9 lbs燃油重量16609.1 lbs 2. 推重比及翼载荷 根据下面的约束条件，画出界限线图 1)起飞状态下的推
6、重比约束2 )平衡场长度约束3) 第二爬升阶段状态下推重比约束4) 进场速度对翼载的约束5) 突风影响下翼载约束起飞距离：1600米平衡场长度：1600 米着陆距离：1500 米进场速度：70 米/秒。俯冲速度：200 米/秒。展弦比：9.4平均相对厚度：0.12后掠角：25巡航马赫数：0.78涵道比：6界限线图: 在可行域内，推重比靠下，翼载荷靠右，并留有足够的余量，取推重比为0.4,取翼载荷为4300N/m2总推力：T=0.4*121135=48454lbs机翼面积：S=121135*0.4536*9.8/4300=125.4平方米 5、 动力装置的选择 1、 根据飞行高度和速度确定发动机
7、的类型，巡航马赫数0.78，巡航高度3500 0ft（10668m）选发动机为涡轮风扇发动机。 2、涵道比和比推力的选择：当飞行速度较大时，M数0.70.85，选用高涵道比涡轮风扇发动机。涵道比取为6。 3、发动机的选择 在35000ft高度，空气密度0.38，巡航马赫数MN=0.78，涵道比R=6，c=0.6则C=0.486参照各种发动机的性能参数和同类飞机的发动机选择 CFM56-5A1此发动机参数：推力（lbs）涵道比增压比自重(lbs)风扇直径(m)空气流量（lbs/s）25000626.549601.8308526、 机翼外形设计 1、翼型的选择 翼型的选择主要取决于飞机的飞行速度，
8、对于高亚声速喷气运输机，选用超临界翼型。超临界翼型能提高翼型的临界马赫数，特别是翼型的阻力发散 马赫数。 2、 机翼平面形状的设计 1）机翼面积S：由翼载荷W/S可以得到机翼面积S= 125.4 2）根梢比入：对于喷气运输机，入在0.2-0.4之间，参考同类飞机，取入=0.4； 3)后掠角 ：对于高亚音速飞机，后掠角在2540之间，取后掠角=25 4）展弦比AR ：对于喷气运输机，展弦比在7.0-9.5之间。取用AR=9 5）根据上面的参数确定展长，翼根弦长，翼尖弦长，平均气动弦长 =33.6m 3、 厚度 根部15%转折处12%尖部11% ，平均相对厚度取12% 4、 机翼安装角 巡航的升力
9、系数：取升力线斜率为算出安装角 I=3.9度5、机翼的扭转角，上反角以及翼梢形状的设计 扭转角：喷气运输机为07的负扭转角，取为3上反角：对于亚音速后掠翼的下单翼飞机，上反角为37，取3翼梢形状：采用翼尖小翼，能有效减小阻力，增加航程，减少燃油。6、 增升装置、副翼与绕流板设计 1）增升装置 Clmax起飞 = 1.07 (Clmax起飞 - CLmax) Clmax着陆 = 1.07 (Clmax着陆- CLmax) 采用双缝襟翼，相对弦长为30%，展长为10.1m 前缘缝翼 2）副翼 满足横向操作性要求，根据统计数据 相对面积S副/S = 0.05 0.07，取0.06 相对弦长c副/c
10、= 0.20 0.25，取0.23 相对展长L副/L = 0.20 0.40，取0.30 偏角 副= 2530，取28 3）扰流板 一般位于后缘襟翼的前面，当绕流板非对称打开时，可产生滚转力矩； 当扰流板对称打开时，可增加阻力，起减速作用。每侧四块。 4）机翼梁的布置 前 梁：在1622弦长处，取20% 后 梁：在6075弦长处，取70%5）机翼内燃油容积 之前计算得需用燃油容积：16609.1lbs两者比较有,燃油容积是满足要求的。7、 机翼外形草图七、尾翼外形 1、平尾 1）平尾容量Wfus 最大机身宽度 Lfus 机身长 SW 机翼参考面积 CW 机翼平均气动弦长 根据纵向机身容量与平尾
11、容量的关系图，每单位重心范围容量约为3.6,喷气运输机的重 心范围为32%。所以有平尾容量VH=3.6x32%=1.152 2）平尾外形参数 尾力臂取50%的机身长度,平尾容量VH=(SHLH)/(Sc) 代入数据：平尾面积SH= 31.3m2 展弦比：为保证平尾不能比机翼先失速，展弦比较小，取展弦比为4 后掠角：一般比机翼大5，为30 翼型的相对厚度：比翼型的相对厚度小些，在0.060.09之间，取为0.07 梯形比：在0.250.45之间，取为0.352、 垂尾 1）垂尾容量 Hf us 最大机身高度Lfu s 机身长度SW 机翼参考面积bW 机翼展长根据 上图，垂尾容量Vv=0.07 2
12、） 垂尾外形参数 VV : 垂尾容量SV : 垂尾面积S ： 机翼面积lV ： 垂尾力臂bW ： 机翼翼展垂尾 面积为：17.1m2 展弦 比：在0.81.8之间，取为1.3后掠 角：一般比机翼大5，取为30相对 厚度：在0.080.10之间，取为0.09梯形比：在0.300.80之间，取为0.6185.6 124 95.58、 发动机短舱 1、 发动机参数采用分离式的喷流发动机短舱：DIH=0.037W+32.2.M=1.21DLC=2.36D-0.01(DM)DFO=(0.00036W+5.84)DMG=（0.000475W+4.5）2LAB=(DMG-DJ)0.23；DJ=(18-55*K)0.5其中各已知参数为：Wa=853lbs/s, DF=1.83m,MMo=0.78,u=6,OPR=26.5求得：DIH=1.62m MH=2.2m,LC=4.3m,DFO=1.5m,DMG=1.2m,DJ=1.0LAB=1.4m2、 安装位置 9、 起落架布置1、 各参数确定1）停机角：通常取值范围04，定为22）着地角：对于大多数飞机在1015，且需大于上翘角（13），取为143）防后倒立角：=+（12）=154）前、主轮距b：（0.30.4）机身=0.35x34.4=12.04m前轮承受飞机重量的最佳百分数大约为飞机
