国防科工委‘十五’重点教材 飞机总体设计 主编李为吉 编者李为吉王正平艾剑良杨华保
国防科工委‘十五’重点教材 飞 机 总 体 设 计 主编 李为吉 编者 李为吉 王正平 艾剑良 杨华保
前言 本书是航空高等院校飞行器设计专业本科生的必修课教材,重点讲述了飞机总体设计的 基本原理和方法。强调飞机总体设计的综合协调、折衷权衡、反复迭代等特点,通过几个循 环,由简到繁完成飞机的总体设计,锻炼增强学生的综合分析和决策问题的能力 本书将飞机总体设计分为三个方面:方案设计、总体参数设计、决策和优化。首先研究 飞机总体设计第一轮迭代设计流程,计算最重要的飞机总体参数:起飞重量、翼载荷和推重 比,初步计算升阻特性,进行方案设计及初步分析。进而进行飞机总体参数详细设计,包括 机翼、机身、尾翼、起落架等部件设计,验证方案设计的可行性,给出飞机三面图。本书还 讨论飞机总体设计的一些重要内容:飞机操纵系统设计,分析现代告诉飞机的稳定性和操纵 性,増稳和主动控制技术,电传操纵和综合飞行控制的基本概念:飞机寿命周期费用的概念 和分析模型,飞机作战效能分析和评估方法。飞机设计是一个复杂的系统工程,涉及多个学 科领域,必须建立综合设计思想,本书介绍了飞机多学科设计优化的基本原理、算法,面向 系统设计的方法评价准则,多准则决策的层次结构和综合评价框架 本书吸收了国外一些成功的飞及设计经验数据、计算公式,对学生掌握飞机总体设计方 法很有帮助。尽管与实际应用于工业界的方法相比,本书列出的设计与分析技术是简化了的, 但课程内容安排符合学生认识规律。通过这门课的学习,使读者在定性分析能力、定量估算 能力、综合运用能力等方面得到锻炼提高。 本书是国防科工委‘十五’重点教材。在普通高等教育‘九五’国家级重点教材“现代 飞机总体综合设计”一书基础上,经过几年教学实践,做了修改补充。保持并加强理论严谨 系统性强的特点,力图接近工程实际,对从事飞机设计的工程技术人员有参考价值,并便于 读者自学 本书由西北工业大学航空学院李为吉、王正平、艾剑良、杨华保编写。全书由李为吉、 王正平统稿 编者2003年11月
前 言 本书是航空高等院校飞行器设计专业本科生的必修课教材，重点讲述了飞机总体设计的 基本原理和方法。强调飞机总体设计的综合协调、折衷权衡、反复迭代等特点，通过几个循 环，由简到繁完成飞机的总体设计，锻炼增强学生的综合分析和决策问题的能力。 本书将飞机总体设计分为三个方面：方案设计、总体参数设计、决策和优化。首先研究 飞机总体设计第一轮迭代设计流程，计算最重要的飞机总体参数：起飞重量、翼载荷和推重 比，初步计算升阻特性，进行方案设计及初步分析。进而进行飞机总体参数详细设计，包括 机翼、机身、尾翼、起落架等部件设计，验证方案设计的可行性，给出飞机三面图。本书还 讨论飞机总体设计的一些重要内容：飞机操纵系统设计，分析现代告诉飞机的稳定性和操纵 性，增稳和主动控制技术，电传操纵和综合飞行控制的基本概念；飞机寿命周期费用的概念 和分析模型，飞机作战效能分析和评估方法。飞机设计是一个复杂的系统工程，涉及多个学 科领域，必须建立综合设计思想，本书介绍了飞机多学科设计优化的基本原理、算法，面向 系统设计的方法评价准则，多准则决策的层次结构和综合评价框架。 本书吸收了国外一些成功的飞及设计经验数据、计算公式，对学生掌握飞机总体设计方 法很有帮助。尽管与实际应用于工业界的方法相比，本书列出的设计与分析技术是简化了的， 但课程内容安排符合学生认识规律。通过这门课的学习，使读者在定性分析能力、定量估算 能力、综合运用能力等方面得到锻炼提高。 本书是国防科工委‘十五’重点教材。在普通高等教育‘九五’国家级重点教材“现代 飞机总体综合设计”一书基础上，经过几年教学实践，做了修改补充。保持并加强理论严谨、 系统性强的特点，力图接近工程实际，对从事飞机设计的工程技术人员有参考价值，并便于 读者自学。 本书由西北工业大学航空学院李为吉、王正平、艾剑良、杨华保编写。全书由李为吉、 王正平统稿。 编者 2003 年 11 月
内容简介 本书对飞机总体设计的基本概念和方法作了系统简明的阐述,强调了飞机总体设计的综 合协调、折衷权衡、反复迭代等特点 全书共六章,内容有:飞机初始总体参数与方案设计、飞机总体参数的详细设计、飞机 操纵系统分析与设计、飞机费用与效能分析、飞机总体参数优化 本书是航空高等院校飞行器设计专业本科生的教材,也可供研究生和从事飞机设计工作 的工程技术人员参考
内容简介 本书对飞机总体设计的基本概念和方法作了系统简明的阐述，强调了飞机总体设计的综 合协调、折衷权衡、反复迭代等特点。 全书共六章，内容有：飞机初始总体参数与方案设计、飞机总体参数的详细设计、飞机 操纵系统分析与设计、飞机费用与效能分析、飞机总体参数优化。 本书是航空高等院校飞行器设计专业本科生的教材，也可供研究生和从事飞机设计工作 的工程技术人员参考
主要符号表 符号 定义 单位 机翼展弦比 b 机翼翼展 ba 翼翼展 bb 襟翼翼展 轮胎宽度 机翼弦长 襟翼放下时的机翼弦长 前缘襟翼放下时的机翼弦长 机翼平均气动弦长 襟翼弦长 当量蒙皮摩擦阻力系数 CCCCCc 阻力系数 零升阻力系数 翼剖面升力系数 翼剖面升力线斜率 襟翼放下时的翼剖面升力线斜率 由于襟翼弯曲引起的翼剖面升力线斜率 机翼升力系数 俯仰力矩系数 阻力 d,, D 螺旋桨的直径 d ,, Dr 轮胎直径 机身直径 E 待机时间 奥斯瓦尔德效率系数 当量废阻面积 g 重力加速度 高度
主要符号表 符号 定义 单位 A 机翼展弦比 m b 机翼翼展 m ba 副翼翼展 m b f 襟翼翼展 m bt 轮胎宽度 m c 机翼弦长 m c ' 襟翼放下时的机翼弦长 m c " 前缘襟翼放下时的机翼弦长 m − c 机翼平均气动弦长 m c f 襟翼弦长 m C f 当量蒙皮摩擦阻力系数 C D 阻力系数 C D0 零升阻力系数 Cl 翼剖面升力系数 Cla 翼剖面升力线斜率 CLaf 襟翼放下时的翼剖面升力线斜率 CLδf 由于襟翼弯曲引起的翼剖面升力线斜率 CL 机翼升力系数 Cm 俯仰力矩系数 D 阻力 N d p ， Dp 螺旋桨的直径 m dt ， Dt 轮胎直径 m d f ， Df 机身直径 m E 待机时间 h e 奥斯瓦尔德效率系数 f 当量废阻面积 m 2 g 重力加速度 m s 2 h 高度 m
机翼安装角 后掠角修正系数 KKKKL 开裂式襟翼修正系数 尖削比修正系数 简单襟翼的修正系数 升力 L/D 升阻比 机身长度 主起落架到全机中心的距离 I 前起落架到全机中心的距离 Ma 马赫数 载 nn 螺旋桨桨叶的数目 支柱的数目 发动机的数目 功率、马力 NPPPPgR 桨叶的单位面积功率 前起落架支柱的载荷 主起落架支柱的载荷 动压 航程 R 雷诺数 机翼面积 机翼浸湿面积 襟翼翼面积 SttT 时间 s, min, h 相对厚度 推力 绝对空速 km/h 重量 推力或功率 N或hp z从参考点到某一部件重心的距离
iw 机翼安装角 （o） K∆ 后掠角修正系数 K f 开裂式襟翼修正系数 Kλ 尖削比修正系数 K' 简单襟翼的修正系数 L 升力 N L D 升阻比 Lf 机身长度 m lm 主起落架到全机中心的距离 m ln 前起落架到全机中心的距离 m Ma 马赫数 n 过载 np 螺旋桨桨叶的数目 ns 支柱的数目 N 发动机的数目 P 功率、马力 hp Pbl 桨叶的单位面积功率 hp m 2 Pn 前起落架支柱的载荷 N Pm 主起落架支柱的载荷 N q 动压 N m 2 R 航程 m Re 雷诺数 S 机翼面积 m 2 Swet 机翼浸湿面积 m 2 Swf 襟翼翼面积 m 2 t 时间 s，min，h t c 相对厚度 T 推力 N v 绝对空速 km h W 重量 N X 推力或功率 N 或 hp x ， y ， z 从参考点到某一部件重心的距离 m