南京航空航天大学：飞机总体设计：03

单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 1 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 飞机构型设计 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 2 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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 ？ 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 3 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 什么是飞机构型 ? 指飞机几何外形的主要特征及飞机各种 装载布置方案的总称 ? 通常区分飞机构型主要是根据部件的外 形、数量和相对位置： - 尾翼的数目及其与机翼、机身的相对位置 - 机翼的平面形状及其在机身上的安装位置 - 发动机（进气道）数目和安装位置 - 起落架的型式和收放位置 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 4 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 影响飞机构型选择的因素 ? 性能和使用要求 ? 技术储备 ? 市场因素 ? 设计传统和风格 EF2000 F-22 S-37 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 5 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 飞机构型选择的思维特点 ? 非唯一性 – 虽然设计要求相同 但构型可完全不同 创造性 非逻辑性思维 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 6 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 飞机构 型的非唯一性（1） ? 幻影-2000 - 无尾布局型式 - 机翼形状：三角翼 - 蜂腰形机身 - 一台发动机装在机身尾段 - 机身两侧的进气道 ? F-16 - 正常式的布局型式 - 切角三角形的中单翼 - 翼身融合体 - 机身腹部进气 - 一台发动机装在机身尾段 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 7 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 飞机构 型的非唯一性（2） Vulcan B-47 起飞质量 81.6 T 79 T 载弹量 9.5 T 10 T 最大速 1038 km/h 1050 km/h 航程 7650 km 6500 km “火神 ”采用无尾三角翼布局形式， 4台发动 机。 B-47采用后掠翼的布局型式， 6台发动机。 B-47与 “火神 ”飞机 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 8 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 1.尾翼的数目及其与机翼、机身的相对位置 ? 平尾前、后位置与数目 1．正常式 2．鸭式（ Canard） 3．无尾式 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 9 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 正常式飞机 0< y c z m ? 水平尾翼的气动力 - 平尾对全机升力贡献的大小与重心的位置有关 - 纵向静稳定性 ? 优点与缺点 - 技术成熟，所积累的经验和资料丰富，设计容易成。 - 机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 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 10 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 鸭式布局 ? 全机升力系数较大 ? L/D可能较大 ? 为了保证飞机的纵 向稳定性，前翼的迎角必须 大于机翼的迎角 ? 前翼应先失速，否则飞机有可能无法控制 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 11 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 鸭式布局 远距鸭式布局 通常用在轻型亚音速飞机： AD100和 AD200 ? 近距鸭式布局 - 鸭翼前缘有较大后掠角 ， 面 积 也 比 远 距 鸭 翼 (指战斗机 )大得多。 迎角不太大时，稳定脱体涡，提供非线性升力 - 在大迎角时，鸭翼脱体涡减缓附面层的 分 离 ， 可 以 改 进 飞 机 的 机 动性和大迎角时的气动特性。 - 近距鸭式布局飞机多半为纵向静不稳定或稳定性很小：依赖于自 动控制系统。 - 实例： SAAB-37战斗机； EF2000 ；我国新歼 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 12 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 实例： 鸭式布局 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 13 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Long EZ为什么采用鸭式布局? 供业飞行余爱好者使用 防失速是最重要的! 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 14 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Proteus为什么采用鸭式布局? ? 考虑任务载荷的多样性是首要任务 Unique Configuration Adapts to many Mission Requirements 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 15 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 ? Modularity is Key to Multi-Mission Capability – Mid Fuselage is a Dedicated Payload Component – Wing and Canard tips can extend to adapt the Vehicle Aerodynamics to a wide range of Payloads 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 16 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 无尾式布局 ? 用机翼后缘处的襟副翼作为纵向配平的操纵面，往往采用后掠角较 大的三角形机翼； ? 具有稳定性的无尾飞机进行配平时，襟副翼的升力方向向下，引起 升力损失； ? 结构重量较轻：无水平尾翼的重量； ? 气动阻力较小：采用大后掠的三角翼，超音速的阻力更小； ? 起飞着陆性能不容易保证。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 17 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 实例：无尾式布局 幻影2000 正常式和无尾式飞机的零升阻力 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 18 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 尾翼的数目及其与机翼、机身的相对位置 ? 平尾高、底位置 - 上平尾 - 中平尾 - 下平尾 - “T” 平尾 - 高置平尾 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 19 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 选择平尾高低位置的原则 避开机翼尾涡的不利干扰 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。 ? 避开尾喷流的不利干扰 ? 有利于结构布置 平尾安装在机身上对减轻结构重量有利 考虑角度 上平尾 中平尾 下平尾 “T” 平尾 高置平尾 结构布置 νννν ννν νννν ν νν 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 20 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 不同平尾高低位置的实例 米格 15 波音 717 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 21 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 垂尾的位置和数目 ? 位置 - 机身尾部： 大 多数飞机垂尾装在机身尾部 - 机翼上部： ? 数目： - 单垂尾： 多数飞机采用单垂尾 ， 高速飞机加装背鳍和腹鳍 - 双垂尾： 压力中心的高度显著降低，可以 减小由侧力所造成的机身扭矩 可显著地降低其侧向的 “雷达散射截面 ” （ RCS） - 无垂尾： B-2 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 22 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 实例 苏 27 YB-49 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 23 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 2 . 翼的平面形状及其 在机身上的安装位置 ? 机翼的平面形状 -直 机 翼 -后 掠 翼 -三 角 翼 -小 展 弦 比 ? 在机身上的安装位置 - 上单翼 - 中单翼 - 下单翼 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 24 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 直机翼的特点 ? 主要用在低速飞机 ? 低速气动特性良好，诱 导阻力小、升阻比大 ? 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 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 25 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 后掠翼的特点 优点： - 能有效地提高临界M数，延缓激波的产生，避免过早出现波阻； ? 缺点： - 气动方面：在大后掠角和大梯形比的情况下，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。 - 对机翼结构的布置及其强度、刚度和重量特性的影响不利。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 26 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 不同形式的后掠翼 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 27 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 后掠翼的广泛应用（ 1） ? 高亚音速的民用 及军用飞机普遍 广泛地采用后掠 翼 轰六 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 28 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 后掠翼的广泛应用（ 2） F-86 ? 对于超音速飞机， 后掠翼可以改善 其跨音速的气动 特性 F-14 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 29 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 三角翼的特点 ? 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。 ? 其根弦较长，在翼型相对厚度相同的情况下，可 以得到较大的结构高度。 ? 三角翼的气动、强度、刚度和重量特性均较好 ? 缺点是其升力线斜率较小，当飞行速度较小时就 需要较大的迎角，才能提供足够的升力。 ? 对于小展弦比大后掠角的三角翼，当迎角较大时， 将产生强烈的下洗气流，尾翼布置困难。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 30 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 不同形式的三角翼 幻影 2000 阵风（法） "协和 "号超音速客机 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 31 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 后掠翼 、三角翼与小展弦比的比较 因素 后掠翼 三角翼 小展弦比 阻力（M <1.6〉 1 2 3 阻力（M>1.6） 3 2 1 重量 3 1 2 升力线斜率 1 2 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 32 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 机翼在机身上的安装位置 因素 上单翼 中单翼 下单翼 干扰阻力 2 1 * 3 稳定 1 2 3 视界 1 2 3 起落架重量 3 ** 2 1 结构布置 1 3 1 安装吊舱 1 2 3 *有利于翼身融合， **若收入机身内，无影响 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 33 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 机翼位置对气动特性的影响 翼身组合体的极曲线 对横滚力矩特性的影响 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 34 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 中单翼飞机 F-16 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 35 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 下单翼（客机） A320 为什么大多数喷气客机采用下单翼？ 9 机翼结构可从客舱地板下穿过 9 起落架短、结构重量轻、易收放 9 发动机和襟翼易于检查和维修 9 安全考虑：强迫着陆时，机翼可起缓冲 作用。 不利因素： × 机身机翼气动干扰较大 × 机翼离地近，吊舱安装困难。 × 部分客舱的座位的视线被机翼遮挡 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 36 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 上单翼 （运输机） C-130 安 -25 运 -8 安 -72 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 37 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 为什么大多数军用运输机采用上单翼？ 为了满足使用要求！ - 机身地板离地面尽量近 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 38 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 3.发动机数目和安装位置 ? 发动机数目 - 单发：操纵简单，附加重量轻，成本低,安全性差 - 双发（多发）：生存力强 ? 安装位置 - 单发：机身（前、后） - 双发：机身尾段 机翼下部 机翼或尾翼根部 短舱 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 39 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 ? 进气道布局 头部进气道 ：布置紧凑，机身截面小，进口气 流均匀， 机炮对进气影响小；不能装或仅装小雷达天线。 两侧进气道 ：进气道短，内管损失小，机头便于装雷 达天线 短舱式 ：进气道短，不占机身内部空间，对内部布置 和结构布置无干扰；但要增加额外的阻力。 腹部进气道 背部进气道 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 40 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 实例（1） 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 41 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 实例（2） 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 42 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 发动机翼吊布局 ? 支持翼下安装发动机的 观点： -能减轻结构重量； -载客量相同时机身长 度小； -发动机短舱安装高度 小，便于维护； -飞机重心控制容易。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 43 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 发动机尾吊布局 ? 支持在机身尾段安装发 动机的观点： - 机翼升力系数大； - 单发熄火时，由于发动机 离机身近，有利于操纵； - 可采用较短的起落架； - 座舱内噪音较小； - 减小飞行阻力 717 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 44 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 4.起落架的型式和收放位置 ? 后三点 ? 前三点 ? 自行车式 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 45 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 后三点 ? 优点： - 尾 轮小而轻，设计简单； - 可 以利用气动阻力提供减速力； ? 缺点 - 着 陆时操纵困难 - 起 飞和着陆滑跑时不稳定 - 后 三点起落架不能用于喷气式飞机 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 46 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 起飞和着陆滑跑时不稳定 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 47 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 前三点 适用于着陆速度较大的飞机，在着陆过 程中操纵驾驶比较容易。 ? 具有起飞着陆时滑跑的稳定性 ? 飞行员座舱视界的要求较容易满足 ? 可使用较强烈的刹车，缩短滑跑距离。 ? 缺点是前轮可能出现前轮 “摆振 ” 现象。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 48 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 自行车式 起落架可收入机身里，布置起落架舱比 较容易。 ? 在起飞滑跑时，要求较高的驾驶技术 ? 延长了着陆滑跑距离 ? 因为需要安装大功率的转弯操纵机构， 和在两侧机翼下面安装辅助支点，故其 重量要比前三点式起落架的重量大 。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 49 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 多支点式起落架 波音 -747、 C-5A飞机的起落架 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 50 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 其它的一些布局型式 三翼面 ? 飞翼 ? 联结翼 (Jointed Wing Configurations) ? 双机身 (Double Fuselage Configurations) ? 前掠翼布局型式 ? 斜翼布局型式 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 51 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 三翼面 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 52 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 飞翼 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 53 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Jointed Wing Configurations 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 54 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Double Fuselage Configurations 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 55 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 前掠翼布局型式 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 56 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 选择飞机构型的步骤 收集与所设计要求相近的飞机资料 ? 记下所有可能的飞机构型 ? 分析比较这些飞机型式的优缺点 ? 选择一种飞机型式 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 57 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 举例：六座轻型飞机 AD-600 收集与所设计要求相近的飞机资料 飞机型号 载荷 (lbs) 起飞重量 (lbs) 巡航速度 (kts) 航程 (n.m) Beech Duke B60 1300 6775 239 1,080 Beech Baron M58 1500 5400 200 1200 Cessna T303 1650 5150 196 1000 Piper PA-44-180 1250 3800 168 725 AD-600* 1250 7900 250 1000 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 58 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 ? 可能的飞机型式 - 正常式 - 鸭式（ Startship） - 三翼面 （ Piaggio Avanti） ? 分析比较 - 为何要采用正常式 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 59 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 ? 确定飞机构型 1）正常式 “T” 平尾 ，单垂尾 2）机翼：直机翼，上单翼 3）在机翼上安装二台推进式活塞式螺旋浆发动机 - 噪声小 - 稳定性好 4）起落架：前三点型式，安装在机身上 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 60 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 三面图（草图） 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 61 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 为什么要采用 “T” 平尾 ? 优点： 9 避免机翼下洗气流和螺旋浆 滑流的影响：1）减小尾翼振 动；2）减小尾翼结构疲劳； 3）避免发动机功率突然增加 或减小引起的驾驶杆力变化 9 利用端板效应，气动效率增 加，垂尾的面积可适当减小 9 “失速 ”警告（安全因素） 9 外形美观（市场因素） ? 缺点： ? 增加垂尾的结构重量 ? 接近 “失速 ”时平尾可能失效 ? 接受或克服缺点： ? 由于垂尾面积可适当减小， 可减缓结构重量增加的程度 。 ?设计机翼时，避免机翼上仰， 使飞机在大攻角时仍然稳定（无 平尾时）。 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 62 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Burt Rutan: 创新构形飞机设计师 Burt Rutan , a creative aircraft designer, received worldwide attention for designing a strange-looking aircraft. 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 63 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Voyager, in 1986 made a record-breaking, round- the-world flight. Dick Rutan and Jeana Yeager 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 64 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Some aircraft designed by Rutan Home-built aircraft : Long EZ Raptor Triumph 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 65 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Some aircraft designed by Rutan ? BOOMERANG – Asymetric twin – its boomerang-shaped wing – Safety concerded 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 66 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Some aircraft designed by Rutan Proteus, A High-Altitude, Multi-Mission Aircraft 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 67 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Rutan Readies Space Plane Rutan is among the designers in the X-Prize competition to build the world's first "tourist class" space plane. The launch platform for a civilian space plane ( the White Knight) A three-place spaceship (the SpaceShipOne) 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 68 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Rutan Readies Space Plane 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 69 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Rutan Readies Space Plane The White Knight and the SpaceShipOne 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 70 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Talking with Burt Rutan A interview by AIR&SPACE associate editor Diane Tedeschi Q:When it comes to designing a new plane, I'm wondering if you have in your mind a basic visual outline of how you think it's going to look? Or does the performance and function of the airplane come first, and then dictate the shape and visual appearance of the airplane? Or is it a simultaneous process? A:With extremely few exceptions, maybe none, there is always a performance requirement. It's how much it has to lift, how far it has to go, how fast it must be, that sort of a thing. So I start with the basic physics of an airplane that can get those requirements, and that pretty much sizes an airplane: how long its wings need to be, how much wing area, roughly. … 单击此处编辑母版标题样式 ? 单击此处编辑母版文本样式 – 第二级 ? 第三级 – 第四级 ? 第五级 71 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 航空宇航学院 Talking with Burt Rutan A interview by AIR&SPACE associate editor Diane Tedeschi A:Then I look at the functionality: how the airplane is to be used, what kind of payload it has, what kind of access it needs, any special things that it needs to do. Should it have natural stall warning, for example. Should it have a high roll rate. And then I try a lot of different configurations to meet that, and then justify one at a time, throwing them out. Typically, I'll have several different configurations, which are pretty much the same performance. Some of them might be more expensive, some might be better utility for one reason or another. But I like to experiment, certainly. I like to see if there's other ways to provide the utility.