文档介绍：航空宇航学院
飞机总体设计
任课教师: 余雄庆
航空宇航学院飞行器系
航空宇航学院
第一讲:绪论
•什么是工程设计
•飞机设计的含义
•飞机设计的过程
•飞机设计的特点
•本课程教学目标
•课程将如何进行
•课程的评分方法
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什么是工程设计
•工程设计是指设计人员应用自然规律,
通过分析、综合和创造思维将设计要求
(系统要求)转化为一组能完整描述系统
的参数(文档或图纸)的活动过程。
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什么是工程设计
• Engineering design is the translation of some set of
functional and aesthetic desires into instructions that
could be used to construct an object that satisfies
these desires.
• Design in the material world is the process by which
ideas, tastes, prejudices, scientific principles and
available resources are weighted bined into
a well-defined plan for the eventual construction of an
object or system.
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工程设计、分析计算和科学研究
自然规律自然规律
输入输入系统或元件系统或元件输出输出
给定求解过程
输入、自然规律、系统输出分析计算
输出、自然规律、系统输入逆分析
输入、输出、系统自然规律科学研究
输入、输出、自然规律系统工程设计
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飞机设计的含义
•飞机设计是指设计人员应用气动、结构、动力、材料、
工艺等学科知识,通过分析、综合和创造思维将设计
要求转化为一组能完整描述飞机的参数的过程。
•设计要求通常包括:
- 性能、载荷和使用要求
- 适航条例和设计规范
- 工艺和生产要求
- 环境要求
-成本
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结构力学
空气动力学飞行力学
飞机设计……
航空发动机
自动控制
工程材料学
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飞机设计的过程
•概念设计(Conceptual Design) 1% 人员
•初步设计(Preliminary Design) 9% 人员
•详细设计(Detail Design) 90%人员
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概念设计
已知目标
•性能要求和使用要求•草拟出一个或几个能满足设计要求的
•设计规范初步方案
工作内容方法与手段结果
•确定气动布局与构型•统计数据•三面草图
•确定主要参数确定•经验公式•论证报告
•选择发动机和机载设备•理论估算公式
•确定部件主要几何参数•参数敏感分析
•飞行性能和操稳性估算•地毯图
•方案评估•总体计算分析软件
•总体参数优化•总体参数优化软件
•绘制三面草图
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初步设计
已知目标
•概念设计结果•细化和优化概念设计方案
•初步的外形CAD模型•详细论证设计方案能否符合要求
工作内容方法与手段成果
•细化和优化几何外形• CAD软件•全机外形数模
¾ 气动设计、分析与优化•基于数值仿真的方法:CFD、•完整三面图/总体布置图
FEM、性能、气动优化、
•总体结构布置•论证报告
结构优化、多学科设计优
¾ 结构分析与优化化软件•全尺寸样机
•多学科分析与优化•风洞实验/全尺寸样机
•完整三面图和外形数模
•绘出飞机总体布置图
•各种机载设备、各系统、
载荷和结构承力系统
•对重量重心、性能和操稳较
精确的计算
•模型吹风试验