150座客机总体设计.docx

南京航空航天大学课程作业题目 150 座客机总体设计负责人杨天鹏负责人学号 011110715 学院航空宇航学院专业飞行器设计与工程班级 0111107 指导教师罗东明讲师二〇一四年十一月总体设计课程作业 i 150 座客机总体设计摘要本课程作业根据设计要求与适航条例进行了 150 座客机的总体设计,完成了包括全机布局设计,机身外形初步设计,确定主要参数,发动机选择等工作。实践了飞机总体设计的课程相关内容,为进一步进行飞机总体设计课程设计打下基础。关键词: 150 座,客机,总体设计总体设计课程作业 ii 目录摘要ⅰ第一章设计要求 1第二章全机布局设计 设计要求 飞机布局形式设计 2 飞机平尾设计 飞机机翼设计 机翼位置设计 发动机设计 起落架设计 小结 6第三章机身外形初步设计 7 机身设计要求 中机身设计 前机身设计 后机身设计 12 小结 12 第四章飞机主要参数的确定 13 飞机重量的估算 13 翼载荷与推重比设计 15 小结 16 第五章发动机设计 18 发动机设计要求 18 发动机类型的选择 18 发动机型号选择 20 组内分工 21 总体设计课程作业 iii 参考文献 22 致谢 23 总体设计课程作业 1 第一章设计要求要求设计 150 座民用客机,指标如下: (1)有效载荷:每人重 75kg ,每人行李总重 20kg,机组 7人,每人重 85kg (2)巡航速度: (3)飞行高度:35000 英尺- 41000 英尺( km - km ) (4)航程: 5500km (5) 备用油规则: 5% 任务飞行用油+1500 英尺待机 30 分钟用油+200 海里备降用油(6)起飞场长:小于 2200m (7)着陆场长:小于 1700m (8)进场速度: 70m/s 要求经济性高,安全性高,符合客户需求。总体设计课程作业 2 第二章全机布局设计 设计要求一般民机的设计要求如下: (1)气动特性:机翼-机身-短舱干扰阻力小,全机升阻比大。(2)结构特性:结构件综合利用;重量轻。(3)操稳特性:尾翼的临界 Ma数大于机翼的临界 Ma数。(4)重心位置:有效载荷、燃油和空机重心位置尽量接近。(5)使用要求:满足特殊的使用要求。(6)维修性:发动机和各种设备便于检查。(7)技术储备:是否已掌握了该布局的设计特点。(8)市场因素:研究市场(客户)对布局的偏好。 飞机布局形式设计飞机的主要三种布局形式及优缺点如表 所示。表 飞机的主要三种布局形式及优缺点项目正常式鸭式无尾式三翼面布局优点技术成熟,所积累的经验和资料丰富,设计容易成功。全机升力系数较大; L/D 可能较大。结构重量较轻;气动阻力较小。能保持近距鸭翼脱体涡对机翼有利干扰的优点,而且能三个翼面同时操纵,提高操纵效率,减小了配平阻力。缺点翼的下洗对尾翼的干扰往往不利,布置不当配平阻力比较大。为保证飞机纵向稳定性,前翼迎角一般大于机翼迎角;前翼应先失速,否则飞机有可能无法控制。有升力损失;起飞着陆性能不容易保证。阻力较大,稳定性变化幅度较大。总体设计课程作业 3 综合考虑设计安全性,技术成熟性以及目标用户的偏好采用正常布局形式。 飞机平尾设计平尾位置的要求有以下几点: (1)避开机翼尾涡的不利干扰; (2 )将平尾布置在机翼翼弦平面上下不超过 5 %平均气动力弦长的位置, 有可能满足大迎角时纵向稳定性的要求; (3)避开发动机尾喷流的不利干扰; (4)有利于结构布置; (5)平尾安装在机身上对减轻结构重量有利。主要考虑结构重量的经济性和安全性采用上平尾,且可以一定程度避开流动干扰。单垂尾即可满足飞机的操纵要求。 飞机机翼设计飞机机翼的主要三种形式及优缺点如表 所示。表 飞机机翼的主要三种形式及优缺点项目直机翼后掠翼三角翼优点升力线斜率大; 低速翼剖面的相对厚度比较大,结构布置、强度和刚度以及重量问题易解决。能有效地提高临界Ma数, 延缓激波的产生,避免过早出现波阻。具有小展弦比和大后掠角两方面的特点,其跨音速气动特性良好,气动焦点变化较平稳; 根弦较长,在翼型相对厚度相同情况下,可得到较大的结构刚度;三角翼的气动、强度、刚度和重量特性均较好。缺点小展弦比直机翼跨声速气动特性较差、气动焦点变化剧烈。气动方面在大后掠角和大梯形比情况下,大迎角时翼尖容易先失速,从而使飞机的稳定性和操纵性变坏;对机翼结构布置升力线斜率较小,飞行速度较小时需较大的迎角,才能提供足够的升力;对于小展弦比大后掠角的三角翼,当迎角较大