現(xiàn)代飛機(jī)總體設(shè)計(jì)1第一講飛機(jī)總體設(shè)計(jì)概念

1、航空科學(xué)與工程學(xué)院航空科學(xué)與工程學(xué)院飛機(jī)系飛機(jī)系現(xiàn)代飛機(jī)總體設(shè)計(jì)現(xiàn)代飛機(jī)總體設(shè)計(jì)第一講第一講 1 教師簡(jiǎn)介教師簡(jiǎn)介張?jiān)骑w張?jiān)骑w 教授教授長(zhǎng)期從事飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和隱身技長(zhǎng)期從事飛行器總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和隱身技術(shù)的教學(xué)科研工作術(shù)的教學(xué)科研工作參加了某型無(wú)人機(jī)的研制，負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)、隱參加了某型無(wú)人機(jī)的研制，負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)、隱身設(shè)計(jì)、總體協(xié)調(diào)，參與科研試飛等工作身設(shè)計(jì)、總體協(xié)調(diào)，參與科研試飛等工作研究方向?yàn)椋猴w機(jī)總體設(shè)計(jì)，隱身技術(shù)，飛行研究方向?yàn)椋猴w機(jī)總體設(shè)計(jì)，隱身技術(shù)，飛行性能計(jì)算等性能計(jì)算等 辦公室：新主樓C-1116，82339399手機(jī)-mail:cloud_

2、2教材及部分參考書目教材及部分參考書目v 顧誦芬, 解思適. 飛機(jī)總體設(shè)計(jì). 北京航空航天大學(xué)出版社，2001.v Raymer, D. P. Aircraft Design: A Conceptual Approach, 3rd, 1999. （89年版中譯本：現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì),1992）v Roskam, J. Airplane Design. 1985. v Nicolai, L. M. 飛機(jī)設(shè)計(jì)基本原理. 趙先寧譯. 臺(tái)北: 徐氏基金會(huì), 1983. v Brandt, S. A., Stiles, R. J., Bertin, etal. Introduction to Aeronaut

3、ics: A Design Perspective. 1997. v 方寶瑞. 飛機(jī)氣動(dòng)布局設(shè)計(jì). 1997. v 飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)民用飛機(jī)總體設(shè)計(jì)，航空工業(yè)出版社，2005v 飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)民機(jī)構(gòu)型初步設(shè)計(jì)與推進(jìn)系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)，航空工業(yè)出版社，2005v Mattingly, J. D., Heiser, W. H., and Daley, D. H. Aircraft Engine Design. 1987. v 吳苕溪，論軍用運(yùn)輸機(jī)和民航客機(jī)的差異，吳苕溪，論軍用運(yùn)輸機(jī)和民航客機(jī)的差異，博客，博客， 2006年年4月月3第一講：緒論第一講：緒論 1.1 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？ 1.2

4、 什么是飛機(jī)總體設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)總體設(shè)計(jì)？ 1.3 總體設(shè)計(jì)的重要性總體設(shè)計(jì)的重要性 1.4 總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 1.5 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作 1.7 大飛機(jī)研制的艱巨性和歷史責(zé)任大飛機(jī)研制的艱巨性和歷史責(zé)任4 1.1 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？v所謂設(shè)計(jì)，便是創(chuàng)造某一產(chǎn)品之前的構(gòu)思和體所謂設(shè)計(jì)，便是創(chuàng)造某一產(chǎn)品之前的構(gòu)思和體現(xiàn)這一構(gòu)思結(jié)果的過(guò)程?，F(xiàn)這一構(gòu)思結(jié)果的過(guò)程。v工程設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用自然規(guī)律，通過(guò)分工程設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用自然規(guī)律，通過(guò)分析、綜合和創(chuàng)造思維將設(shè)計(jì)要求（系統(tǒng)要求）析、綜合和創(chuàng)造思維將設(shè)計(jì)要求（系統(tǒng)要

5、求）轉(zhuǎn)化為一組能完整描述系統(tǒng)特點(diǎn)的參數(shù)（文檔轉(zhuǎn)化為一組能完整描述系統(tǒng)特點(diǎn)的參數(shù)（文檔或圖紙）的活動(dòng)過(guò)程。或圖紙）的活動(dòng)過(guò)程。v飛機(jī)設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力、飛機(jī)設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)人員應(yīng)用氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、動(dòng)力、材料、工藝等學(xué)科知識(shí)通過(guò)分析綜合和創(chuàng)造思材料、工藝等學(xué)科知識(shí)通過(guò)分析綜合和創(chuàng)造思維，將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為一組能完整描述飛機(jī)的維，將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為一組能完整描述飛機(jī)的參數(shù)的過(guò)程。參數(shù)的過(guò)程。5 1.1 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？v飛機(jī)研制過(guò)程飛機(jī)研制過(guò)程 五個(gè)階段的劃分方式五個(gè)階段的劃分方式 論證階段論證階段 研究設(shè)計(jì)新飛機(jī)的可行性研究設(shè)計(jì)新飛機(jī)的可行性 方案階段方案階段 設(shè)計(jì)出可行的飛

6、機(jī)總體技術(shù)方案設(shè)計(jì)出可行的飛機(jī)總體技術(shù)方案 工程研制階段工程研制階段 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，提供圖紙?jiān)囍圃蜋C(jī)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，提供圖紙?jiān)囍圃蜋C(jī) 設(shè)計(jì)定型階段設(shè)計(jì)定型階段 進(jìn)行定型試飛進(jìn)行定型試飛 生產(chǎn)定型階段生產(chǎn)定型階段 少量改進(jìn)，小批量生產(chǎn)少量改進(jìn)，小批量生產(chǎn)6v軍用飛機(jī)的一般研制過(guò)程軍用飛機(jī)的一般研制過(guò)程“路漫漫其修遠(yuǎn)兮.” 論證階段論證階段方案階段方案階段工程研制工程研制階段階段設(shè)計(jì)定型設(shè)計(jì)定型階段階段生產(chǎn)定型生產(chǎn)定型階段階段進(jìn)一步進(jìn)一步改進(jìn)改進(jìn)分析使用環(huán)境擬定設(shè)計(jì)要求方案概念研究論證設(shè)計(jì)要求可行性決策戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求及概念性方案三面圖總體布置理論圖結(jié)構(gòu)受力系統(tǒng)全機(jī)各分系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求發(fā)動(dòng)機(jī)及主要機(jī)載設(shè)

7、備選定決策全尺寸樣機(jī)研制任務(wù)書是否否是飛機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)成品配套飛機(jī)試制地面模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)上地面實(shí)驗(yàn)空、地勤培訓(xùn)及試飛準(zhǔn)備決策原型機(jī)否是調(diào)整試飛定型試飛決策定型試飛 報(bào)告否是建立生產(chǎn)線穩(wěn)定工藝批生產(chǎn)飛機(jī)試飛鑒定決策批生產(chǎn)飛機(jī)交付部隊(duì)否是 1.2 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？ 前期論前期論證階段證階段技術(shù)可技術(shù)可行性論行性論證階段證階段總體方總體方案論證案論證階段階段型號(hào)研型號(hào)研制階段制階段生產(chǎn)生產(chǎn)階段階段營(yíng)運(yùn)營(yíng)運(yùn)階段階段項(xiàng)目項(xiàng)目建議書建議書立項(xiàng)立項(xiàng)技術(shù)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行濟(jì)可行性報(bào)告性報(bào)告評(píng)審評(píng)審總體方總體方案論證案論證報(bào)告報(bào)告項(xiàng)目批項(xiàng)目批準(zhǔn)準(zhǔn)上馬上馬型號(hào)合型號(hào)合格審定格審定報(bào)告報(bào)告型號(hào)合型號(hào)合格證格證申

8、請(qǐng)生產(chǎn)申請(qǐng)生產(chǎn)許可證許可證單機(jī)適航單機(jī)適航證證生產(chǎn)許可證生產(chǎn)許可證單機(jī)適航證單機(jī)適航證 1.2 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？持續(xù)適持續(xù)適航售后航售后服務(wù)服務(wù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)改進(jìn)改進(jìn)v民用飛機(jī)的研制階段、任務(wù)和目標(biāo)民用飛機(jī)的研制階段、任務(wù)和目標(biāo)8v飛機(jī)設(shè)計(jì)的范圍飛機(jī)設(shè)計(jì)的范圍 主要涉及論證、方案和工程研制階段主要涉及論證、方案和工程研制階段對(duì)于設(shè)計(jì)階段的劃分和各階段應(yīng)完成的任務(wù)，對(duì)于設(shè)計(jì)階段的劃分和各階段應(yīng)完成的任務(wù)， 沒(méi)有沒(méi)有完全統(tǒng)一的表述形式完全統(tǒng)一的表述形式論證階論證階段段方案階方案階段段工程研制工程研制階段階段設(shè)計(jì)定型設(shè)計(jì)定型階段階段生產(chǎn)定型生產(chǎn)定型階段階段進(jìn)一步進(jìn)一步改進(jìn)改進(jìn)飛機(jī)設(shè)計(jì) 1.

9、2 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？9 1.2 什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？什么是飛機(jī)設(shè)計(jì)？v飛機(jī)設(shè)計(jì)的三階段劃分方式飛機(jī)設(shè)計(jì)的三階段劃分方式設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)（Conceptual Design）初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)（Preliminary Design）詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)（Detail Design）飛機(jī)設(shè)計(jì)的性質(zhì)飛機(jī)設(shè)計(jì)的性質(zhì)飛機(jī)設(shè)計(jì)不同于航空工程中的力學(xué)學(xué)科飛機(jī)設(shè)計(jì)不同于航空工程中的力學(xué)學(xué)科(如空氣動(dòng)力分如空氣動(dòng)力分析、結(jié)構(gòu)分析、動(dòng)力分析、飛行性能分析等），而是一析、結(jié)構(gòu)分析、動(dòng)力分析、飛行性能分析等），而是一門單獨(dú)的學(xué)科。門單獨(dú)的學(xué)科。飛機(jī)設(shè)計(jì)師需要熟練掌握和運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)，通過(guò)飛機(jī)設(shè)

10、計(jì)師需要熟練掌握和運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)，通過(guò)“綜合綜合”獲得一個(gè)新的航空器系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)出一個(gè)新的獲得一個(gè)新的航空器系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)出一個(gè)新的飛機(jī)型號(hào)。飛機(jī)型號(hào)。小型飛機(jī)的設(shè)計(jì)師通常是自己去做設(shè)計(jì)以后的力學(xué)分小型飛機(jī)的設(shè)計(jì)師通常是自己去做設(shè)計(jì)以后的力學(xué)分析工作。但大型的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)（如設(shè)計(jì)研究所、飛機(jī)公司）析工作。但大型的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)（如設(shè)計(jì)研究所、飛機(jī)公司）在設(shè)計(jì)較大型機(jī)型時(shí)，是由各學(xué)科的分析專家來(lái)進(jìn)行飛在設(shè)計(jì)較大型機(jī)型時(shí)，是由各學(xué)科的分析專家來(lái)進(jìn)行飛機(jī)的力學(xué)特性和飛機(jī)性能分析。機(jī)的力學(xué)特性和飛機(jī)性能分析。1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)設(shè)計(jì)的性質(zhì)飛機(jī)設(shè)計(jì)的性質(zhì)飛機(jī)設(shè)計(jì)師的行為表面上來(lái)看主要是

11、飛機(jī)設(shè)計(jì)師的行為表面上來(lái)看主要是“繪制繪制”新機(jī)的新機(jī)的圖樣，但其真實(shí)工作主要是智力方面的。圖樣，但其真實(shí)工作主要是智力方面的。一個(gè)良好的設(shè)計(jì)應(yīng)具有很好的總體性能，各部分充分一個(gè)良好的設(shè)計(jì)應(yīng)具有很好的總體性能，各部分充分協(xié)調(diào)，可以順利通過(guò)后續(xù)的專業(yè)性的計(jì)算或者試驗(yàn)的驗(yàn)協(xié)調(diào)，可以順利通過(guò)后續(xù)的專業(yè)性的計(jì)算或者試驗(yàn)的驗(yàn)證而不需作根本性的改變。這需要設(shè)計(jì)師具備扎實(shí)的知證而不需作根本性的改變。這需要設(shè)計(jì)師具備扎實(shí)的知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)認(rèn)真的工作才能達(dá)到。識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)，并通過(guò)認(rèn)真的工作才能達(dá)到。飛機(jī)要解決的根本問(wèn)題是：能否做出一個(gè)既有現(xiàn)實(shí)可飛機(jī)要解決的根本問(wèn)題是：能否做出一個(gè)既有現(xiàn)實(shí)可行性又滿足設(shè)

12、計(jì)要求的設(shè)計(jì)方案？如果不能，或者提供行性又滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)方案？如果不能，或者提供更好的現(xiàn)實(shí)條件，或者降低設(shè)計(jì)要求。更好的現(xiàn)實(shí)條件，或者降低設(shè)計(jì)要求。1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)121.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v 飛機(jī)型號(hào)主要是以下四個(gè)方面因素反復(fù)循環(huán)迭代的結(jié)飛機(jī)型號(hào)主要是以下四個(gè)方面因素反復(fù)循環(huán)迭代的結(jié)果：果：設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求技技術(shù)術(shù)可可用用性性概概念念草草圖圖初初次次估估計(jì)計(jì)的的參參數(shù)數(shù)選選擇擇初初始始設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)初初始始分分析析氣氣動(dòng)動(dòng)重重量量推推進(jìn)進(jìn)參參數(shù)數(shù)選選擇擇與與性性能能優(yōu)優(yōu)化化修修正正設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)分分析析氣氣動(dòng)動(dòng)重重量量推推進(jìn)進(jìn)操操穩(wěn)穩(wěn)性性結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)費(fèi)費(fèi)

13、用用子子系系統(tǒng)統(tǒng)細(xì)細(xì)化化的的參參數(shù)數(shù)選選擇擇與與性性能能優(yōu)優(yōu)化化新新概概念念構(gòu)構(gòu)思思設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求權(quán)權(quán)衡衡初初步步設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)概念設(shè)計(jì)流程概念設(shè)計(jì)流程參數(shù)選擇與權(quán)衡研究設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)要求“Design Wheel”13 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)設(shè)計(jì)要求論證與設(shè)計(jì)要求論證與研究研究141.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì) 飛機(jī)的布局與構(gòu)型飛機(jī)的布局與構(gòu)型 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 各種設(shè)計(jì)規(guī)范（如適航規(guī)章）各種設(shè)計(jì)規(guī)范（如適航規(guī)章） 科學(xué)性與創(chuàng)造性：應(yīng)用航空科學(xué)技術(shù)相關(guān)的眾多領(lǐng)域（如空氣動(dòng)科學(xué)性與創(chuàng)造性：

14、應(yīng)用航空科學(xué)技術(shù)相關(guān)的眾多領(lǐng)域（如空氣動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料學(xué)、自動(dòng)控制、動(dòng)力技術(shù)、隱身技術(shù)）的力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料學(xué)、自動(dòng)控制、動(dòng)力技術(shù)、隱身技術(shù)）的成果成果總體設(shè)計(jì)沒(méi)有總體設(shè)計(jì)沒(méi)有“標(biāo)準(zhǔn)答案標(biāo)準(zhǔn)答案”美國(guó)JSF競(jìng)爭(zhēng)151.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì) 布局簡(jiǎn)圖：機(jī)翼和尾翼的形狀、機(jī)布局簡(jiǎn)圖：機(jī)翼和尾翼的形狀、機(jī)身外形、發(fā)動(dòng)機(jī)和客艙的布置、起身外形、發(fā)動(dòng)機(jī)和客艙的布置、起落架位置、油箱布置等落架位置、油箱布置等 定主要參數(shù)：總重、推力、機(jī)翼面定主要參數(shù)：總重、推力、機(jī)翼面積、燃油量積、燃油量 三面圖三面圖 氣動(dòng)與性能工程估算氣動(dòng)與性能工程

15、估算 方案評(píng)估方案評(píng)估 參數(shù)選擇與權(quán)衡研究參數(shù)選擇與權(quán)衡研究 方案優(yōu)化方案優(yōu)化16 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)用用CAD系統(tǒng)繪制的設(shè)計(jì)布置圖系統(tǒng)繪制的設(shè)計(jì)布置圖 17 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì) 凍結(jié)布局：所有重大更改結(jié)束凍結(jié)布局：所有重大更改結(jié)束 完善飛機(jī)的幾何外形設(shè)計(jì)、完整的三面圖和理論外完善飛機(jī)的幾何外形設(shè)計(jì)、完整的三面圖和理論外形（三維形（三維CAD模型）模型） 詳細(xì)繪出飛機(jī)的總體布置圖詳細(xì)繪出飛機(jī)的總體布置圖 機(jī)載設(shè)備機(jī)載設(shè)備 分系統(tǒng)分系統(tǒng) 載荷和結(jié)構(gòu)承力系統(tǒng)載荷和

16、結(jié)構(gòu)承力系統(tǒng) 較精確的計(jì)算（重量重心、氣動(dòng)、性能和操穩(wěn)等）較精確的計(jì)算（重量重心、氣動(dòng)、性能和操穩(wěn)等） 模型吹風(fēng)試驗(yàn)?zāi)Ｐ痛碉L(fēng)試驗(yàn)18 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v飛機(jī)總體設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)飛機(jī)飛機(jī)總體總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)19 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v高度的綜合性高度的綜合性 綜合考慮設(shè)計(jì)要求的各個(gè)方面，進(jìn)行不同學(xué)科專業(yè)綜合考慮設(shè)計(jì)要求的各個(gè)方面，進(jìn)行不同學(xué)科專業(yè)間的權(quán)衡與協(xié)調(diào)間的權(quán)衡與協(xié)調(diào) 從孤立專業(yè)的角度設(shè)計(jì)出的飛機(jī)從孤立專業(yè)的角度設(shè)計(jì)出的飛機(jī)氣動(dòng)力氣動(dòng)力把機(jī)身、發(fā)動(dòng)

17、機(jī)、起落架這樣 降低氣動(dòng)效率的部件統(tǒng)統(tǒng)去掉！動(dòng)力裝置動(dòng)力裝置飛機(jī)？“會(huì)飛的發(fā)動(dòng)機(jī)”？！重量重量重量工程師的夢(mèng)想航模飛機(jī)？布魯恩米勒布魯恩米勒20 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn) K. D. 伍德伍德21 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)技術(shù)指標(biāo)和要求技術(shù)指標(biāo)和要求提出系列客機(jī)布局方案，進(jìn)行外形設(shè)計(jì)、提出系列客機(jī)布局方案，進(jìn)行外形設(shè)計(jì)、座艙設(shè)計(jì)、主要設(shè)備布置、主要受力結(jié)座艙設(shè)計(jì)、主要設(shè)備布置、主要受力結(jié)構(gòu)布置構(gòu)布置篩選獲得若干客機(jī)布局方案，估算其重篩選獲得若干客機(jī)布局方案，估算其重量、氣動(dòng)、操縱和穩(wěn)定力矩特性量、氣動(dòng)、操縱和穩(wěn)定力矩特性評(píng)估各客機(jī)布局方案的起飛著陸性能、

18、評(píng)估各客機(jī)布局方案的起飛著陸性能、續(xù)航性能、穩(wěn)定性與操縱性續(xù)航性能、穩(wěn)定性與操縱性選定發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，選定發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，估算其推力、耗估算其推力、耗油、進(jìn)氣特性油、進(jìn)氣特性提出若干備選發(fā)提出若干備選發(fā)動(dòng)機(jī)方案動(dòng)機(jī)方案v概念設(shè)計(jì)流程概念設(shè)計(jì)流程22 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)初步地面綜合半物理仿真初步地面綜合半物理仿真步系統(tǒng)集成方案步系統(tǒng)集成方案通過(guò)修改和細(xì)化，確定若干第一輪總通過(guò)修改和細(xì)化，確定若干第一輪總體方案體方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)的打樣設(shè)計(jì)和有限元計(jì)算；進(jìn)行結(jié)構(gòu)的打樣設(shè)計(jì)和有限元計(jì)算；進(jìn)行操縱面的作動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)進(jìn)行操縱面的作動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算和操縱舵機(jī)功率計(jì)算度計(jì)算和操縱舵

19、機(jī)功率計(jì)算通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化，形成通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化，形成23個(gè)第二輪個(gè)第二輪總體方案總體方案制作風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，獲制作風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)，獲得方案的氣動(dòng)數(shù)據(jù)得方案的氣動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算起飛著陸性能、續(xù)航性能、穩(wěn)定計(jì)算起飛著陸性能、續(xù)航性能、穩(wěn)定性與操縱性；外載荷；鉸鏈力矩。性與操縱性；外載荷；鉸鏈力矩。導(dǎo) 航導(dǎo) 航與 飛與 飛控 系控 系統(tǒng) 設(shè)統(tǒng) 設(shè)計(jì) 與計(jì) 與研制研制測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制；設(shè)計(jì)與研制；起落架收放系統(tǒng)設(shè)計(jì)起落架收放系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制；與研制；電氣設(shè)備設(shè)計(jì)與研制；電氣設(shè)備設(shè)計(jì)與研制；駕駛艙與客艙環(huán)境系駕駛艙與客艙環(huán)境系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制；統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制；v概念設(shè)計(jì)

20、流程概念設(shè)計(jì)流程(續(xù)續(xù))23 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)第二輪總體方案的模型研制與第二輪總體方案的模型研制與試驗(yàn)，確定總體方案試驗(yàn)，確定總體方案確定系統(tǒng)集成方案，確定系統(tǒng)集成方案，完成設(shè)計(jì)完成設(shè)計(jì)地面綜合半物理仿真系統(tǒng)集地面綜合半物理仿真系統(tǒng)集成：成：測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)；測(cè)控與信息傳輸系統(tǒng)；導(dǎo)航與飛控系統(tǒng)；導(dǎo)航與飛控系統(tǒng)；航電與電氣設(shè)備；航電與電氣設(shè)備；駕駛艙與客艙環(huán)境系統(tǒng)；駕駛艙與客艙環(huán)境系統(tǒng)；地面綜合仿真試驗(yàn)地面綜合仿真試驗(yàn)最終方案評(píng)估最終方案評(píng)估v概念設(shè)計(jì)流程概念設(shè)計(jì)流程(續(xù)續(xù)) 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v總體設(shè)計(jì)方案的主要內(nèi)容總體設(shè)計(jì)方案的主要內(nèi)容

21、 飛機(jī)的主要尺寸飛機(jī)的主要尺寸 飛機(jī)的總體布置飛機(jī)的總體布置 飛機(jī)的主要重量參數(shù)飛機(jī)的主要重量參數(shù) 動(dòng)力裝置的性能數(shù)據(jù)動(dòng)力裝置的性能數(shù)據(jù) 飛機(jī)的主要設(shè)備的選擇飛機(jī)的主要設(shè)備的選擇 飛機(jī)主要性能和使用特性飛機(jī)主要性能和使用特性 幾何關(guān)系與與技術(shù)使用上的協(xié)調(diào)幾何關(guān)系與與技術(shù)使用上的協(xié)調(diào) 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v總體設(shè)計(jì)方案的表述總體設(shè)計(jì)方案的表述 飛機(jī)方案的總體布局飛機(jī)方案的總體布局 圖樣圖樣 飛機(jī)三面圖飛機(jī)三面圖 總體布置圖總體布置圖 駕駛艙布置圖、駕駛員視界顯示圖駕駛艙布置圖、駕駛員視界顯示圖 全機(jī)艙門、口蓋布置圖全機(jī)艙門、口蓋布置圖 客艙布置圖客艙布置圖 飛機(jī)總體數(shù)據(jù)表

22、飛機(jī)總體數(shù)據(jù)表 技術(shù)資料技術(shù)資料 方案論證技術(shù)資料方案論證技術(shù)資料 方案驗(yàn)證技術(shù)資料方案驗(yàn)證技術(shù)資料26 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì) 飛機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，繪出能夠指導(dǎo)生飛機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，繪出能夠指導(dǎo)生產(chǎn)的圖紙產(chǎn)的圖紙 如理論圖，運(yùn)動(dòng)圖，總裝配圖，構(gòu)件裝配面，零件圖，各如理論圖，運(yùn)動(dòng)圖，總裝配圖，構(gòu)件裝配面，零件圖，各系統(tǒng)總裝配圖，零構(gòu)件圖系統(tǒng)總裝配圖，零構(gòu)件圖 詳細(xì)的重量計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算報(bào)告詳細(xì)的重量計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算報(bào)告 大量的實(shí)驗(yàn)大量的實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn) 部分主要承力件的靜動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)部分主要承力件的

23、靜動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn) . 準(zhǔn)備原型機(jī)的生產(chǎn)準(zhǔn)備原型機(jī)的生產(chǎn)27 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)原型機(jī)試制原型機(jī)試制零件進(jìn)行數(shù)控機(jī)械加工機(jī)身側(cè)壁鉚接裝配機(jī)翼壁板進(jìn)行鉚接機(jī)頭設(shè)備安裝28 1.3 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)v各階段的任務(wù)各階段的任務(wù)原型機(jī)試制原型機(jī)試制機(jī)身段進(jìn)行鉚接飛機(jī)進(jìn)行總裝配飛機(jī)在試飛車間來(lái)源：The catalogue of MBB Economy and Efficiency all the way, Print in West Germany bu MBB, 5.85/1493 29 1.4 總體設(shè)計(jì)的重要性總體設(shè)計(jì)的重要性v“管

24、中窺豹管中窺豹” 機(jī)翼前梁在設(shè)計(jì)過(guò)程中的演變機(jī)翼前梁在設(shè)計(jì)過(guò)程中的演變?cè)敿?xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)專注于每一個(gè)細(xì)節(jié)尺寸與參數(shù)初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)表示出梁的截面變化概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)僅僅是一個(gè)從翼根到翼梢的平面！“簡(jiǎn)單任務(wù)簡(jiǎn)單任務(wù)”？30 1.4 總體設(shè)計(jì)的重要性總體設(shè)計(jì)的重要性v“管中窺豹管中窺豹” 機(jī)翼前梁在設(shè)計(jì)過(guò)程中的演變機(jī)翼前梁在設(shè)計(jì)過(guò)程中的演變 概念設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)確定了整架飛機(jī)的布置！概念設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)確定了整架飛機(jī)的布置！ 設(shè)計(jì)前期的失誤，將造成后期工作的巨大浪費(fèi)設(shè)計(jì)前期的失誤，將造成后期工作的巨大浪費(fèi)翼盒翼盒機(jī)翼油箱機(jī)翼油箱前緣襟翼前緣襟翼前梁的位置前梁的位置31 1.4 總體設(shè)計(jì)的重要性總體設(shè)計(jì)的

25、重要性v總體設(shè)計(jì)階段所占時(shí)間相對(duì)較短，但需要作總體設(shè)計(jì)階段所占時(shí)間相對(duì)較短，但需要作出大量的關(guān)鍵決策出大量的關(guān)鍵決策v投入的人員和花費(fèi)相對(duì)較少，但卻決定了一投入的人員和花費(fèi)相對(duì)較少，但卻決定了一架飛機(jī)大約架飛機(jī)大約80%的全壽命周期成本的全壽命周期成本設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段人員比例人員比例概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)1初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)9詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)9032 1.4 總體設(shè)計(jì)的重要性總體設(shè)計(jì)的重要性（決定的費(fèi)用）（決定的費(fèi)用）（消耗的費(fèi)用）（消耗的費(fèi)用）33 1.5 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介虛擬風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 數(shù)字樣機(jī) 計(jì)算流體力學(xué)（CFD） 34 1.5 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介v計(jì)算機(jī)輔助飛機(jī)概

26、念設(shè)計(jì)軟件計(jì)算機(jī)輔助飛機(jī)概念設(shè)計(jì)軟件 使得設(shè)計(jì)者可以迅速地提出一個(gè)新穎的設(shè)計(jì)方案，使得設(shè)計(jì)者可以迅速地提出一個(gè)新穎的設(shè)計(jì)方案，并且不斷地修改方案和進(jìn)行權(quán)衡研究（并且不斷地修改方案和進(jìn)行權(quán)衡研究（trade studies）Raymer D. P., “Aircraft Design： A Conceptual Approach” 顯著減少對(duì)突然出現(xiàn)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的反應(yīng)時(shí)間、極顯著減少對(duì)突然出現(xiàn)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的反應(yīng)時(shí)間、極大地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和在一定的資源水平下可同時(shí)大地提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和在一定的資源水平下可同時(shí)進(jìn)行的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的數(shù)量進(jìn)行的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的數(shù)量 使得解決更為大規(guī)模的設(shè)計(jì)問(wèn)題成為可能使得解決更為大規(guī)模的設(shè)

27、計(jì)問(wèn)題成為可能 Isikveren, A. T., Quasi-Analytical Modeling and Optimisation Techniques for Transport Aircraft Design. Stockholm: Royal Institute of Technology, 2002 35 1.5 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介v幾種典型的軟件幾種典型的軟件 AAA美國(guó)美國(guó)DAR公司公司（J. Roskam）ACSYNTVirginia理理工工& NASA AmesRDS美國(guó)美國(guó)Conceptual Research公司公司（D .P. Raymer）V

28、isualCAPDABerlin工大工大36 1.5 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)簡(jiǎn)介v幾種典型的軟件幾種典型的軟件SEACD 北京航空航天大學(xué)北京航空航天大學(xué) 教育版(CADS) 可在航空創(chuàng)新實(shí)踐基地使用更多軟件介紹：更多軟件介紹： /mason/Mason_f/ACDesSR/review.html37 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作來(lái)源: Brandt etal.38 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作vLockheed Martin的的 “臭鼬工廠臭鼬工廠”(Skunk Works)39 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作v

29、The Skunk Works approach has proven to be the best for small projects using experienced team members small, expert, team members with lots of responsibility 團(tuán)隊(duì)成員精干，專業(yè)，具有很強(qiáng)的責(zé)任心 來(lái)源：W.H. Mason, Virginia理工40 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作v什么是團(tuán)隊(duì)協(xié)作（什么是團(tuán)隊(duì)協(xié)作（Teamwork）?不是不是讓大家坐在一起做同樣的家庭作業(yè)讓大家坐在一起做同樣的家庭作業(yè)是是:- 一起明確需要解決的問(wèn)

30、題一起明確需要解決的問(wèn)題- 每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都負(fù)責(zé)某一特定任務(wù)并開展工作每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員都負(fù)責(zé)某一特定任務(wù)并開展工作- 在團(tuán)隊(duì)會(huì)議上把每項(xiàng)任務(wù)的結(jié)果綜合起來(lái)，并且確定：在團(tuán)隊(duì)會(huì)議上把每項(xiàng)任務(wù)的結(jié)果綜合起來(lái)，并且確定： 我們是否已經(jīng)解決了問(wèn)題？我們是否已經(jīng)解決了問(wèn)題？- 如果回答是肯定的，那么確定下一步該做什么？如果回答是肯定的，那么確定下一步該做什么？ 如果是否定的，那么如何進(jìn)行修改和調(diào)整來(lái)解決問(wèn)題？如果是否定的，那么如何進(jìn)行修改和調(diào)整來(lái)解決問(wèn)題？41 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作v高效的團(tuán)隊(duì)高效的團(tuán)隊(duì)1. 氛圍非正式、放松的和舒適的氛圍非正式、放松的和舒適的2. 所有的成員都參加討論所有

31、的成員都參加討論3. 團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)能被充分的理解接受團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)能被充分的理解接受 4. 成員們能傾聽彼此的意見成員們能傾聽彼此的意見5. 存在不同意見，但團(tuán)隊(duì)允許它的存在存在不同意見，但團(tuán)隊(duì)允許它的存在6. 絕大多數(shù)的決定能取得某種共識(shí)絕大多數(shù)的決定能取得某種共識(shí) 7. 批評(píng)是經(jīng)常的、坦誠(chéng)的和建設(shè)性的；不是針對(duì)個(gè)人的批評(píng)是經(jīng)常的、坦誠(chéng)的和建設(shè)性的；不是針對(duì)個(gè)人的8. 成員們能自由地表達(dá)感受和想法成員們能自由地表達(dá)感受和想法9. 行動(dòng)：分配明確，得到接受行動(dòng)：分配明確，得到接受10. 領(lǐng)導(dǎo)者并不獨(dú)裁領(lǐng)導(dǎo)者并不獨(dú)裁11. 集團(tuán)對(duì)行動(dòng)進(jìn)行評(píng)估并解決問(wèn)題集團(tuán)對(duì)行動(dòng)進(jìn)行評(píng)估并解決問(wèn)題 來(lái)源: Parker

32、, Team Players and Teamwork42 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作v低效的團(tuán)隊(duì)低效的團(tuán)隊(duì)1. 氛圍互不關(guān)心無(wú)聊氛圍互不關(guān)心無(wú)聊 或或 緊張對(duì)抗緊張對(duì)抗2. 少數(shù)團(tuán)隊(duì)成員居于支配地位少數(shù)團(tuán)隊(duì)成員居于支配地位3. 旁觀者難以理解團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)旁觀者難以理解團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)4. 團(tuán)隊(duì)成員不互相傾聽，討論時(shí)各執(zhí)一詞團(tuán)隊(duì)成員不互相傾聽，討論時(shí)各執(zhí)一詞5. 分歧沒(méi)有被有效地加以處理分歧沒(méi)有被有效地加以處理6. 在真正需要關(guān)注的事情解決之前就貿(mào)然行動(dòng)在真正需要關(guān)注的事情解決之前就貿(mào)然行動(dòng)7. 行動(dòng)：不清晰該做什么？誰(shuí)來(lái)做？行動(dòng)：不清晰該做什么？誰(shuí)來(lái)做？8. 領(lǐng)導(dǎo)者明顯表現(xiàn)出太軟弱或太

33、強(qiáng)硬領(lǐng)導(dǎo)者明顯表現(xiàn)出太軟弱或太強(qiáng)硬 9. 提出批評(píng)的時(shí)候令人尷尬，甚至導(dǎo)致對(duì)抗提出批評(píng)的時(shí)候令人尷尬，甚至導(dǎo)致對(duì)抗10. 個(gè)人感受都隱藏起來(lái)了個(gè)人感受都隱藏起來(lái)了11. 集團(tuán)對(duì)團(tuán)隊(duì)的成績(jī)和進(jìn)展不進(jìn)行檢查集團(tuán)對(duì)團(tuán)隊(duì)的成績(jī)和進(jìn)展不進(jìn)行檢查 來(lái)源: Parker, Team Players and Teamwork43 1.6 設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)中的團(tuán)隊(duì)協(xié)作vBoeing的團(tuán)隊(duì)協(xié)作戒律的團(tuán)隊(duì)協(xié)作戒律1. 每個(gè)每個(gè)成員都為團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展與成功負(fù)責(zé)成員都為團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展與成功負(fù)責(zé)2. 參加所有的團(tuán)隊(duì)會(huì)議并且準(zhǔn)時(shí)達(dá)到參加所有的團(tuán)隊(duì)會(huì)議并且準(zhǔn)時(shí)達(dá)到3. 按計(jì)劃分配任務(wù)按計(jì)劃分配任務(wù)4. 傾聽并尊重其他成員的觀點(diǎn)傾聽并尊重其他成員的觀點(diǎn)5. 對(duì)想法進(jìn)行批評(píng)，而不是對(duì)人對(duì)想法進(jìn)行批評(píng)，而不是對(duì)人6. 利用并且期待建設(shè)性的反饋意見利用并且期待建設(shè)性的反饋意見7. 建設(shè)性地解決爭(zhēng)端建設(shè)性地解決爭(zhēng)端8. 永遠(yuǎn)致力于爭(zhēng)取雙贏的局面（永遠(yuǎn)致力于爭(zhēng)取雙贏的局