中远程宽体客机设计报告 第四组 组号 第四小组 课程名称 飞行器设计 人数 6 乔凌峰(L) 5104139017 袁昊正 5104139019 13681778561 464065918@qq.com 瞿哲 5104139020 陆嘉华 5104139015 徐必润 5104139018 罗成浩 5104139016
中远程宽体客机设计报告 第四组 课程名称 飞行器设计 组号 第四小组 人数 6 乔凌峰（L） 5104139017 袁昊正 5104139019 13681778561 464065918@qq.com 瞿哲 5104139020 陆嘉华 5104139015 徐必润 5104139018 罗成浩 5104139016
目录 1.宽体客机市场调研 .4 1.1. 我国的运输结构 4 1.2. 课题研究对象. .4 1.3. 现阶段民航客机… 5 1.4. 现阶段民航客机在中短航程上面临的挑战 7 1.5. 大运能宽体客机的需求. 8 1.6. 我国航空市场发展的看法 .10 1.7. 宽体客机市场SWOT分析 11 1.8. 宽体客机市场结论… 13 2.总体布局 14 2.1. 任务目标 .14 2.2.布局设计综述 15 2.3.总体布局… .16 2.4. 结论. 22 3.重量估算… .23 3.1.重量估算方法简介… 23 3.2. 初步重量估算… 23 3.3. 详细重量估算. …26 3.4.重心位置的估算 31 4.推重比与翼载 34 4.1. 推重比的确定.… 34 4.2. 翼载的确定… 37 4.3.推重比-翼载约束空间 .40 5.气动参数设计.… 42 5.1.确定最大升力系数 .42 5.2. 升力性能的估算… .45 5.3. 飞机阻力系数的计算 53 5.4.飞机翼型的选择 57 6.发动机… 59 6.1. 经济性 59 6.2. 可靠性 60 6.3.环保性 60 6.4.发动机选取 61 7.飞行器系统… .63 7.1. 起落架系统 63 7.2. 操纵系统 65 7.3. 余度技术 66 7.4. 航电系统… 69 7.5. 操纵系统. 70 7.6. 电传系统 .70 7.7.燃油系统… 70 7.8.通气增压分系统. .72
目录 1. 宽体客机市场调研...................................................................................................................4 1.1. 我国的运输结构...........................................................................................................4 1.2. 课题研究对象...............................................................................................................4 1.3. 现阶段民航客机...........................................................................................................5 1.4. 现阶段民航客机在中短航程上面临的挑战...............................................................7 1.5. 大运能宽体客机的需求...............................................................................................8 1.6. 我国航空市场发展的看法.........................................................................................10 1.7. 宽体客机市场 SWOT 分析.........................................................................................11 1.8. 宽体客机市场结论.....................................................................................................13 2. 总体布局.................................................................................................................................14 2.1. 任务目标.....................................................................................................................14 2.2. 布局设计综述.............................................................................................................15 2.3. 总体布局.....................................................................................................................16 2.4. 结论.............................................................................................................................22 3. 重量估算.................................................................................................................................23 3.1. 重量估算方法简介.....................................................................................................23 3.2. 初步重量估算.............................................................................................................23 3.3. 详细重量估算.............................................................................................................26 3.4. 重心位置的估算.........................................................................................................31 4. 推重比与翼载.........................................................................................................................34 4.1. 推重比的确定.............................................................................................................34 4.2. 翼载的确定.................................................................................................................37 4.3. 推重比-翼载约束空间................................................................................................40 5. 气动参数设计.........................................................................................................................42 5.1. 确定最大升力系数.....................................................................................................42 5.2. 升力性能的估算.........................................................................................................45 5.3. 飞机阻力系数的计算.................................................................................................53 5.4. 飞机翼型的选择.........................................................................................................57 6. 发动机.....................................................................................................................................59 6.1. 经济性.........................................................................................................................59 6.2. 可靠性.........................................................................................................................60 6.3. 环保性.........................................................................................................................60 6.4. 发动机选取.................................................................................................................61 7. 飞行器系统.............................................................................................................................63 7.1. 起落架系统.................................................................................................................63 7.2. 操纵系统.....................................................................................................................65 7.3. 余度技术.....................................................................................................................66 7.4. 航电系统.....................................................................................................................69 7.5. 操纵系统.....................................................................................................................70 7.6. 电传系统.....................................................................................................................70 7.7. 燃油系统.....................................................................................................................70 7.8. 通气增压分系统.........................................................................................................72
7.9.液压系统… 72 7.10. 供电系统… 72 7.11. 环控与救生及其他系统 73 7.12. 其他系统73 8.起飞降落性能. 75 8.1.巡航性能… .75 8.2. 起飞特性 .75 8.3.着陆性能计算… 77 9.经济性分析. 78 9.1. 飞机费用分析 78 9.2. 飞机DOC计算 83 10. 飞行器总体评价… 88 10.1. 飞行器参数结果 88 10.2 结果评价… 89 10.3. 项目总结… 90
7.9. 液压系统.....................................................................................................................72 7.10. 供电系统.................................................................................................................72 7.11. 环控与救生及其他系统.........................................................................................73 7.12. 其他系统.................................................................................................................73 8. 起飞降落性能.........................................................................................................................75 8.1. 巡航性能.....................................................................................................................75 8.2. 起飞特性.....................................................................................................................75 8.3. 着陆性能计算.............................................................................................................77 9. 经济性分析.............................................................................................................................78 9.1. 飞机费用分析.............................................................................................................78 9.2. 飞机 DOC 计算 ...........................................................................................................83 10. 飞行器总体评价.............................................................................................................88 10.1. 飞行器参数结果.....................................................................................................88 10.2. 结果评价.................................................................................................................89 10.3. 项目总结.................................................................................................................90
1.宽体客机市场调研 1.1.我国的运输结构 我国运输市场主要由铁路、公路、水运、民航四大组成部分构成。其中，除 了水路运输增长缓慢以外，铁路、公路、民航的客运总量都有快速的增长。其中 以铁路和民航的快速发展最引人注目。其中对于铁路，随着《中长期铁路网规划》 的不断推进，我国的高速铁路网络己出现雏形。而对于航空，有专家预测，未来 20年内，中国航空客运量将增长5倍，航空客运飞机数量将增长3倍。中国内 地大约需要新增2670架客机。 我们可以通过下图对该问题有个直观的了解 指标 2007 2008 2009 2010 2011 运输线路长度 (万公里) 铁路兰业里程 7.80 7.97 8.55 9.12 9.32 公路里程 358.37 373.02 386.08 400.82 410.64 中高速公路 5.39 6.03 6.51 7.41 8.49 内河航道里程 12.35 1228 1237 12.42 12.46 定期航班肮线里程 234.30 246.18 234.51 276.51 349.06 管治徐油（气）里程 5.45 5.83 6.91 7.85 8.33 客运里总计 (万人) 2227761 2867892 2976898 3269508 3526319 缺路 135670 146193 152451 167609 186226 公路 2050680 2682114 2779081 3052738 3286220 水运 22835 20334 22314 22392 2456 民航 18576 19251 23052 26769 29317 图1中国各运输方式近年来数据统计 1.2.课题研究对象 我们小组选择的课题是“中途宽体客机”。因为我们发现这个领域有深入研 究的必要，首先这个领域还是一个真空地带，如今负责中短途航程的客机清一色 由众多支线客机以及波音737家族，空客A320家族为代表的单通道窄体客机组 成，均是单架次150以内的运能。而具有更大运能的宽体客机为何在经历了将近 40年的时间内没有涉足这一市场那些大航空制造商一定不是没有想到而更多是 出于市场分级的考虑也就是没有必要制造宽体客机却仅仅是胜任中短途的客运
1. 宽体客机市场调研 1.1.我国的运输结构 我国运输市场主要由铁路、公路、水运、民航四大组成部分构成。其中，除 了水路运输增长缓慢以外，铁路、公路、民航的客运总量都有快速的增长。其中 以铁路和民航的快速发展最引人注目。其中对于铁路，随着《中长期铁路网规划》 的不断推进，我国的高速铁路网络已出现雏形。而对于航空，有专家预测，未来 20 年内，中国航空客运量将增长 5 倍，航空客运飞机数量将增长 3 倍。中国内 地大约需要新增 2670 架客机。 我们可以通过下图对该问题有个直观的了解 图 1 中国各运输方式近年来数据统计 1.2.课题研究对象 我们小组选择的课题是“中途宽体客机”。因为我们发现这个领域有深入研 究的必要，首先这个领域还是一个真空地带，如今负责中短途航程的客机清一色 由众多支线客机以及波音 737 家族，空客 A320 家族为代表的单通道窄体客机组 成，均是单架次 150 以内的运能。而具有更大运能的宽体客机为何在经历了将近 40 年的时间内没有涉足这一市场那些大航空制造商一定不是没有想到而更多是 出于市场分级的考虑也就是没有必要制造宽体客机却仅仅是胜任中短途的客运
服务。然而在737，A320统治市场30年后这样的考虑是否依然是最优的有待重 新分析。 1.3.现阶段民航客机 首先我们先对现有的民航客机进行调研，从飞机的大小上大致可以分为以下 几种。 1)窄体客机 窄体客机是每排座位不超过六座的单走道客机，目前采用的单排座位布局方 式有： (1,1)式(EMB110/120): (1,1)、(1,2)式（波音S307): (2,2)式(CRJ100/200440/700/705/900,ERJ135/140/145/170/175/190/195, ARJ21); (2,3)式（波音B707B717,麦道MD81/MD82/MD83/MD87MD88,麦道 MD90-30): (3,3)式(B727-100200200AdV,B737-100/200/300400/500/600/700/800/900, B757-200/300,A318A319/A320-100/200/A321-100/200)。 2)半宽体客机 半宽体客机、宽体客机以及超宽体客机都有至少两条走道，但是目前全世界 只有一种半宽体客机，就是美国的波音767(B767-200300,缩写为B762、B763), 但排座位布局采用(2,3,2)式。 3)宽体客机 宽体客机的单排座位布局方式较多，有几下几种： (2,4,2)式，这是最窄的宽体客机，采用这种布局方式的飞机有：麦道 DC10-103040,空客A300B2、A300B4、A300-600、A300-600R,A310-200300, A330-200/300,A340-200/300/500/600:
服务。然而在 737，A320 统治市场 30 年后这样的考虑是否依然是最优的有待重 新分析。 1.3.现阶段民航客机 首先我们先对现有的民航客机进行调研，从飞机的大小上大致可以分为以下 几种。 1) 窄体客机 窄体客机是每排座位不超过六座的单走道客机，目前采用的单排座位布局方 式有： （1，1）式（EMB110/120）； （1，1）、（1，2）式（波音 S307）； （2，2）式（CRJ100/200/440/700/705/900，ERJ135/140/145/170/175/190/195， ARJ21）； （2，3）式（波音 B707/B717，麦道 MD81/MD82/MD83/MD87/MD88，麦道 MD90-30）； （3，3）式（B727-100/200/200Adv，B737-100/200/300/400/500/600/700/800/900， B757-200/300，A318/A319/A320-100/200/A321-100/200）。 2) 半宽体客机 半宽体客机、宽体客机以及超宽体客机都有至少两条走道，但是目前全世界 只有一种半宽体客机，就是美国的波音 767（B767-200/300，缩写为 B762、B763）， 但排座位布局采用（2，3，2）式。 3) 宽体客机 宽体客机的单排座位布局方式较多，有几下几种： （2，4，2）式，这是最窄的宽体客机，采用这种布局方式的飞机有：麦道 DC10-10/30/40，空客 A300B2、A300B4、A300-600、A300-600R，A310-200/300， A330-200/300， A340-200/300/500/600；