《飞机总体布置课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞机总体布置课件（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3.7 飞机的总体布置（部位安排）,3.7.1.飞机总体布置的任务,(1) 对全机的几何外形进行协调,(2) 具体安排飞机内部的各种装载和设备,(3) 合理布置飞机各部件的结构承力系统,(4) 对飞机重心进行定位,1. 气动特性对飞机几何外形的主要要求,(1) 飞机在巡航状态飞行时，应具有最大的升阻比，最低的油耗；同时飞机的阻力应该最小,(2) 在保证具有足够安全裕度的情况下，飞机在起飞着陆状态应具有最大的可用升力系数，以改善飞机的低速性能，缩短起飞着陆滑跑距离，并改善机动性,3.7.2 几何外形的协调和修正,(3) 飞机几何外形应尽量减小其零升阻力系数，保证在高速飞行时阻力最小，以满足高速飞
2、行的需要,(4) 应保证在所有的飞行状态下，飞机都具有合乎规定的稳定性和操纵性,(5) 应保证动力装置具有最佳的工作环境和条件，最大限度地减小发动机的进、排气损失，等等,2. 飞机几何/气动外形设计,(1) 基础：已经确定的飞机构形 各部件的主要参数,(2) 步骤：, 进行外形的初步协调, 借助各种方法给出完善的理论外形,(3) 手段：计算机辅助设计系统(CAD)，主要包括,AutoCAD,CATIA,Pro-E,UG等,实例：,728JET三维外形,F-22三维外形,高速民航机设计概念,翼身融合设计概念,(4) 说明：, 大多数部件纵向截面气动外形的光滑性是通过保持这些截面外形的一阶导数连续
3、来保证的，特别重要的部件还必须保持其纵向截面二阶导数的连续。, 通常对横截面光滑的要求较低一些，例如沿展向的机翼截面只要求有一阶导数连续就行了，而从结构工艺性的角度来说，则应尽量要求采用平直的简单外形。, 所用的数学方法应该能够对飞机外形进行完全、唯一的描述，以便于采用数控机床加工。,常用的方法有：二次曲线法、圆弧法、指数方程法、样条函数和多项式解析法等，对于一些重要的复杂部件应用较多的是三次参数样条曲线、贝塞尔函数和B样条曲线等。,3. 飞机三面图的绘制,(1) 选择飞机三面图的比例和图纸的大小,常用比例：1:20、1:50、1:100,图纸的大小：0#、1#、2#、3#,(2) 绘制机身的
4、外形,满足飞行员视野/视界的要求,机身内安装发动机时，重点考虑进气道进口和尾喷口与机身的协调,(3) 绘制平尾、垂尾等的外形,(4) 绘制机翼的外形, 根据确定的尾力臂，初步确定机翼的前后位置, 根据布局型式，确定机翼的上下位置, 根据机翼安装角，绘制机翼根弦与飞机水平基准线的相对位置关系, 画出机翼的平均空气动力弦(相对位置、弦长等),(5) 画出起落架的前轮和主轮,(6) 初步确定的三面图需要进一步协调和修形，并与飞机结构布置及内部装在布置相协调, 绘制襟翼、副翼的外形，标出其偏角和相对位置,(7) 尺寸标注,总体尺寸,部件尺寸,部件相对位置尺寸：尾力臂、,特征尺寸：平均气动弦、后掠角、防
5、后倒立角、,三面图的例子，示意的飞机三面图,3.7.3 飞机内部装载的布置,1. 飞机内部装载布置的原则和方法,(1) 首先要考虑装载物所需要的工作条件、技术要求与使用维护要求。,(2) 要避免突破飞机的气动外形，并要留有足够的结构高度，便于合理地进行结构布置。,(3) 在可能的情况下，应按类别将装载物相对集中，使结构能综合利用，并使电缆、导管连接最短，以便减轻重量。,(4) 满足飞机重心位置的要求。,(5) 在方法上，先从安排主要装载入手，然后再逐步协调，直到把全部装载和各个系统安排妥当。,2. 座舱布置,(1) 任务,具体地确定座舱在机身上的位置、座舱的几何形状和尺寸以及座舱内部布置，满足
6、良好的工作环境条件、乘坐环境条件等。,(2) 战斗机驾驶舱的布置原则, 保证驾驶员具有良好的视野/视界。,我国与驾驶舱和驾驶员视野/视界要求有关的规范有GJB19歼击机座椅基本尺寸、GJB35歼击机座舱几何尺寸、GJB307歼(强)击机座舱视野和主仪表板视区等。,战斗机驾驶舱基本几何尺寸的规定,驾驶舱的2个关键参考点：驾驶员眼位和座椅参考点。,驾驶员眼位用于确定视界/视野、玻璃折射角及驾驶员头部离座舱盖之间的间隙等。,座椅参考点是地板高度和伸腿空间要求的参考点。,典型战斗机/攻击机驾驶员视野/视界要求为：, 前视界(向下) 1115, 侧视界(向下) 3540, 对于串列式双座飞机(军用教练机
7、)，后座越过前座椅顶上要有5 视界。, 驾驶员头部压靠在座舱盖玻璃上能有向下70 的侧视角。, 上部和直到飞机尾部 全部无遮挡，且座舱盖骨架宽度 2in。,典型军用运输机/轰炸机驾驶员视野/视界要求为：, 前视界(向下) 17, 侧视界(向下) 40, 水平线以上向前和向上的无遮挡角20 。,F-16飞机采用的气泡式座舱, 保证飞行人员有良好的工作条件和舒适的乘坐环境, 座舱的尺寸要适当，不能太挤, 仪表板与操作台上各种开关、手柄等的安排要合理，符合驾驶员通常的操作习惯, 空调、通讯以及照明等设备和系统的布置要合理，保证驾驶员有良好、舒适的工作环境, 座椅与驾驶杆和脚蹬的相对位置、驾驶杆与脚蹬
8、的操纵杆力和行程都要合理, 安全可靠的弹射救生系统,弹射通道的几何尺寸，必须满足弹射救生系统的需要，要保证全部飞行人员无障碍地弹射离机，即保证应急弹射的路程内，不能有任何构件的阻碍,(3) 旅客机空勤组座舱的布置原则,空勤组人员的座舱安排在机身的前部，其尺寸和布局与空勤组的人员组成有关。,用于干线的旅客机，其空勤组通常由正、副驾驶员和随机工程师等三人组成，特殊航线时可能需要增加领航员和无线电通讯员，在空勤组座舱中应考虑给他们留有座位。,在布置空勤组人员座舱时，应特别注意要保证驾驶员的视界要求：, 对于左边的驾驶员(即正驾驶员，通常也就是机长)无阻碍的视界：向左20，向右30，向下不小于16，向
9、上20；后视界：向左应保证能看到半个翼尖、翼尖整流罩, 在向左方位角2045范围内，只允许座舱结构有一根加强支柱, 风挡主要承力支柱的结构，遮挡视界的阴影宽度不应大于70毫米, 在驾驶员座椅平面内，驾驶员眼位至玻璃内表面的距离应不小于500毫米,为了保证视界，“协和”、图144飞机在起降时将机头下折：,(4) 飞行人员座舱的布置方法,飞行人员座舱的空间几何尺寸和内部装载的设备、系统、结构等的安装协调关系十分复杂，通常采用以下方法协调布置：, 用计算机进行立体造型的方法来协调解决, 按1:1的比例制作木质样机，用设备实物进行协调,计算机立体造型座舱布置,座舱布置实例,(5) 旅客座舱的布置,旅客
10、座舵的布置，就是要布置安排好要求的旅客座位，并使飞机的空机重量最轻；同时也应考虑到增加旅客数量及对飞机进行改型的可能性。,现代旅客机按座位的舒适程度和在飞行中对旅客的服务条件，采用不同级别的座舱，I级是最高级、II级是旅行级、III级是经济级。, 旅客座舱的宽度,旅客座椅的基本尺寸：,布置旅客座椅的基本要求：, 通常采用由两个或三个座椅组成一个座椅单元的型式。I级客舱只采用由两个座椅组成的单元，II级和III级客舱可以用两个座椅的单元，也可以用三个座椅的单元。, I级客舱的座椅应有可以后仰45的靠背和放脚的活动台面，以保证旅客能半仰卧地休息；II级和III级客舱的座椅靠背应分别能后仰36和25
11、。, II级和III级客舱的座椅靠背应能自由地向前倾。这样，一旦发生事故，后排旅的头不致碰到前排座椅的靠背。, I级客舱每一个座椅必须有两个扶手，II级和III级客舱的座椅，每排中两个座椅之间的扶手只有一个。,座椅单元之间过道的宽度，在距地板平面等于/大于635mm高度处(即座椅扶手高度处)，旅客数为20299人时，应不小于5l0mm，300人以上时，应不小于650mm。, 旅客舱只有一条纵向过道时，在过道的每一边最名只能安排三个座椅，因而，如果每排座椅数多于6个时，则应安排两条纵向过道。, 旅客舱的内蒙皮与座椅结构(按扶手处或上部靠背处)之间的间隙，对于I级客舱不应小于50毫米，对于II级和
12、III级客舱应不小于30毫米。, III级客舱，因各排座椅之间的间距较小，座椅的座垫应是可折起的。, 旅客舱墙壁的厚度，包括承力构件、隔热隔音层和装饰层，初步设计时可以取120l30mm。, 旅客座舱的长度,旅客座舱长度的确定原则：, 按给定的旅客人数和前面所选定的每排座椅的数目算出座椅的排数。,当然，由于机身需要有良好的流线型外形，旅客舱尾部的宽度要变窄，所以后面几排座椅的数目可能要减少，这时就要增加排数，以保证安排给定数量的座椅。, 两排座椅之间的纵向间距应为30毫米的整倍数 (英、美等国家要求为1英寸或25.4毫米的整倍数)。,I级客舱为980l080mm,II级客舱为840870mm,
13、III级客舱为7808l0mm, 从客舱前面间壁墙到第一排应椅之间的最小距离(l1)，对于I级座舱为630mm，II级座舱为615mm，III级座舱为585mm。, 从客舱后面间的壁墙，到最后一排座椅的前固定点之间的距离(l2)最小值为：I级座舱1000mm，II级座舱800mm，III级座舱为750mm。,l2的尺寸还要求，当座椅完全向后倾斜时，与间壁墙之间的间隙不小于20mm。, 旅客舱的宽度与长度之比客舱的形状系数，不应太小或太大，应在0.20.5的范围内选取。当旅客人数多时，可分成两个以上的舱室。, 旅客舱的高度应该不小于1.9米，但也不能大于2.5米。, 保证旅客舱有足够大的容积，保
14、证每一旅客平均所占客舱容积不能太小。, 客舱舱门及窗户等的布置,旅客数多于80人时，至少应有两个舱门，舱门应布置在机身的左侧，舱门向外开。,窗户的间距为500510mm，应与结构的隔框相协调，并便于在改变座椅间距时还能使用，结构上要求每个窗户的尺寸不能太大，一般宽200250mm，高320350mm。,还应按适航性条例的规定，布置足够的应急出口和配置足够的应急救生设备。,(6) 旅客生活间和行李间的布置, 行李舱和货舱的布置,旅客机的行李舱或货舱的容积，根据装载行李和货物的需要而定：行李数由旅客的人数及规定的每人行李数量即可以精确地算出；货物则按对飞机商务载荷的总要求来确定。,在布置安排行李舱
15、或货舱时，应注意以下几点：, 在机身直径较大的飞机上，行李舱和货舱通常是安排在旅客舱地板的下面，其高度不应小于1.1米。, 行李舱和货舱最好是在机头和机尾各有一个舱室，以位于飞机调重心。, 舱门最好安排在机身的右侧，尺寸不能太小，保证运货汽车装卸方便。, 升限3000米以上的飞机，行李舱和货舱应是气密舱。, 在计算行李舱或货舱的容积时，对旅客的手提行李与邮件及货物应该分开，因为它们的比重不一样。另外对于是否采用集装箱的情况也不一样。, 厨房的布置,旅客人数少于100人时，可以只配置一个厨房。如果旅客舱有两个以上的舱室时，则不论旅客人数多少都应有两个厨房，其总容积(m3)为旅客人数的0.120.
16、14倍，所占地板面积(m2)为旅客人数的0.050.1倍。, 卫生间的布置,旅客机上卫生间的数量取决于旅客的人数和续航时间，一般续航时间小于2小时，每50名旅客左右应配置一个卫生间。每个卫生间占地板的面积不应小于1.51.6m2，宽度不应小于l米。,3.飞机动力装置的布置,(1) 任务,具体安排发动机、进气道和尾喷管在飞机上的位置，保证各种飞行状态下，发动机都能正常工作。,(2) 飞机动力装置的布置原则, 在保证与其他部分互不干扰、相互协调的前提下，应尽可能减小飞机的总阻力和降低发动机的推力损失。,为此，应尽量使发动机的轴线与飞机的水平基准线相重合，并考虑到进气道及尾喷管调节系统的安排。, 为使发动机能正常工作，并且保证发动机周围的部件或结构不致过热，应采取发动机及尾喷管的冷却和隔热措施，通常是布置导风罩，从进气道或机身外部引入冷空气，并安排隔热层。, 应便于发动机的拆
