飞行器设计课程设计报告 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 超音速客机设计报告 小组成员 学号 联系方式 郑尚楠 5104139023 1203756103@qq.com 黄文宣 5104139027 492840948@qq.com 方江江 5104139029 759589437@qq.com 吕聪 5104139021 523729263@qq.com 袁文翰 5104139028 wenhan yuan@hotmail.com 孔家祺 5104139022 kongjiaqi30@yahoo.com.cn 完成日期2013/06/13
飞行器设计课程设计报告 超音速客机设计报告 小组成员 学号 联系方式 郑尚楠 5104139023 1203756103@qq.com 黄文宣 5104139027 492840948@qq.com 方江江 5104139029 759589437@qq.com 吕聪 5104139021 523729263@qq.com 袁文翰 5104139028 wenhan_yuan@hotmail.com 孔家祺 5104139022 kongjiaqi30@yahoo.com.cn 完成日期 2013/06/13
上浒充夏大￥ 飞行器设计课程设计报告 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 摘要 在学习飞行器设计课程中，我们联系所学，并且查阅了相关资料，在老师的帮助以及组 员间分工合作下，完成了本次飞行器设计课课程设计：超音速客机设计报告。通过本次课程 设计，我们了解到了飞行器设计的一般流程和具体步骤，在运用中，加深了对所学的掌握。 本文第一章为市场调研，通过市场调研确定此次设计的目标，第二及第三章对此次设计 目标提出了初步的设计方案，进行了重量的估算以及飞机总体布局的选取。在此基础之上， 第四以及第五章完成了对超音速客机的详细设计，并对其气动性能进行了估算。在第六章我 们介绍了此次设计中发动机的选取，以及发动机的参数指标。在完成这些设计之后，第七到 第九章，我们对飞机的飞行性能、稳定性及经济性进行了分析，验证了此次设计的可行性。 最后，由于此次设计为超音速客机的设计，噪音的问题难以避免，在第十章中，我们对噪音 问题也进行了一定的讨论。 关键词：飞行器设计超音速客机
飞行器设计课程设计报告 摘要 在学习飞行器设计课程中，我们联系所学，并且查阅了相关资料，在老师的帮助以及组 员间分工合作下，完成了本次飞行器设计课课程设计：超音速客机设计报告。通过本次课程 设计，我们了解到了飞行器设计的一般流程和具体步骤，在运用中，加深了对所学的掌握。 本文第一章为市场调研，通过市场调研确定此次设计的目标，第二及第三章对此次设计 目标提出了初步的设计方案，进行了重量的估算以及飞机总体布局的选取。在此基础之上， 第四以及第五章完成了对超音速客机的详细设计，并对其气动性能进行了估算。在第六章我 们介绍了此次设计中发动机的选取，以及发动机的参数指标。在完成这些设计之后，第七到 第九章，我们对飞机的飞行性能、稳定性及经济性进行了分析，验证了此次设计的可行性。 最后，由于此次设计为超音速客机的设计，噪音的问题难以避免，在第十章中，我们对噪音 问题也进行了一定的讨论。 关键词：飞行器设计 超音速客机
上浒充夏大￥ 飞行器设计课程设计报告 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 目录 第一章市场调研… 1.1超音速客机市场调研. 1.2设计任务. 第二章超音速客机总体参数初步设计 2.1飞行任务剖面. 2.2飞机重量初始估计.… 2.2.1飞机有效载荷WPL的确定 2.2.2空机重量系数ME的确定 2.2.3升阻比UD初步估算.. 2.2.4耗油率的选取… 2.2.5燃油重量系数MP的确定 9 2.2.6最大起飞重量的估算… 11 2.3翼载和推重比选取. 2.3.1着陆距离限制 2.3.2起飞距离限制.… 2.3.3巡航条件限制. 2.3.4绘制推重比和翼载的限制曲线 13 第三章飞行器布局的初步确定 14 3.1机翼的初步设计 14 3.2鸭翼的初步设计 16 3.3增升装置和副翼的设计， 16 3.4垂尾的设计.… 17 3.5机身设计. 18 3.6超音速飞机客舱布局设计 19 3.7起落架系统设计 20 3.8飞机总体设计以及三视图 21
飞行器设计课程设计报告 目录 第一章 市场调研..................................................................................................... 1 1.1 超音速客机市场调研.................................................................................. 1 1.2 设计任务.................................................................................................... 3 第二章 超音速客机总体参数初步设计..................................................................... 4 2.1 飞行任务剖面............................................................................................. 4 2.2 飞机重量初始估计...................................................................................... 4 2.2.1 飞机有效载荷 WPL 的确定............................................................... 5 2.2.2 空机重量系数 ME 的确定.................................................................. 5 2.2.3 升阻比 L/D 初步估算........................................................................ 7 2.2.4 耗油率的选取................................................................................... 8 2.2.5 燃油重量系数 MF 的确定.................................................................. 9 2.2.6 最大起飞重量的估算........................................................................11 2.3 翼载和推重比选取.....................................................................................11 2.3.1 着陆距离限制..................................................................................11 2.3.2 起飞距离限制................................................................................. 12 2.3.3 巡航条件限制................................................................................. 12 2.3.4 绘制推重比和翼载的限制曲线......................................................... 13 第三章 飞行器布局的初步确定.............................................................................. 14 3.1 机翼的初步设计....................................................................................... 14 3.2 鸭翼的初步设计....................................................................................... 16 3.3 增升装置和副翼的设计............................................................................. 16 3.4 垂尾的设计.............................................................................................. 17 3.5 机身设计.................................................................................................. 18 3.6 超音速飞机客舱布局设计......................................................................... 19 3.7 起落架系统设计....................................................................................... 20 3.8 飞机总体设计以及三视图......................................................................... 21
上游通大 飞行器设计课程设计报告 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 4.1部件重量估算算法 22 4.2各个部件重量估 22 4.2.1机身.. 22 4.2.2机翼 22 4.2.3尾翼、鸭翼 23 4.2.4起落架. 24 4.2.5固定设备 24 4.2.6运营设备 24 4.2.7控制面… 24 4.2.8推力系统重量 24 4.2.9发动机短舱 25 4.3详细重量计算. 25 第五章详细气动性能估算 27 5.1升力估算 27 5.2阻力估算 27 第六章发动机的选取 30 6.1变循环发动机发展历史 30 6.2 变循环发动机工作机理 30 6.3发动机参数推算 31 6.4过渡态模拟过程 34 第七章飞机性能估计 36 7.1起飞参数的选定 36 7.2起飞距离… 36 7.2降落距离计算 38 7.3平飞性能 40 7.4爬升性能 42 第八章稳定性分析… 43 8.1重心估算 43 8.1.1机翼重心的计算 43
飞行器设计课程设计报告 4.1 部件重量估算算法.................................................................................... 22 4.2 各个部件重量估....................................................................................... 22 4.2.1 机身............................................................................................... 22 4.2.2 机翼............................................................................................... 22 4.2.3 尾翼、鸭翼..................................................................................... 23 4.2.4 起落架............................................................................................ 24 4.2.5 固定设备........................................................................................ 24 4.2.6 运营设备........................................................................................ 24 4.2.7 控制面............................................................................................ 24 4.2.8 推力系统重量................................................................................. 24 4.2.9 发动机短舱..................................................................................... 25 4.3 详细重量计算........................................................................................... 25 第五章 详细气动性能估算..................................................................................... 27 5.1 升力估算.................................................................................................. 27 5.2 阻力估算.................................................................................................. 27 第六章 发动机的选取............................................................................................ 30 6.1 变循环发动机发展历史............................................................................. 30 6.2 变循环发动机工作机理............................................................................. 30 6.3 发动机参数推算....................................................................................... 31 6.4 过渡态模拟过程....................................................................................... 34 第七章 飞机性能估计............................................................................................ 36 7.1 起飞参数的选定....................................................................................... 36 7.2 起飞距离.................................................................................................. 36 7.2 降落距离计算........................................................................................... 38 7.3 平飞性能.................................................................................................. 40 7.4 爬升性能.................................................................................................. 42 第八章 稳定性分析............................................................................................... 43 8.1 重心估算.................................................................................................. 43 8.1.1 机翼重心的计算.............................................................................. 43
上游通大 飞行器设计课程设计报告 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY 8.1.2其他部件重心的计算.. 44 8.2重心、重量分布表 … 45 83重心包线的绘制. 45 由图8.2，我们可以发现，随燃油消耗的变化，重心位置始终在气动中心的前方，这保 证了飞机具有良好的静稳定性。第九章经济性计算.… 46 9.1直接运营成本… 48 9.1.1所有权成本. 48 9.1.2机组成本(CWP) 50 9.1.3燃油费用(CRY). 50 9.1.4服务费(CC)...… 51 9.1.5维护成本CM 52 9.2间接使用成本(IOC) 52 9.3总成本以及票价的确定 53 第十章超音速飞机噪音问题 54 10.1机体降噪.… 54 10.2推进系统降噪 55 参考文献… 56 辞谢.… 57 附表：组员分工表 58
飞行器设计课程设计报告 8.1.2 其他部件重心的计算....................................................................... 44 8.2 重心、重量分布表.................................................................................... 45 8.3 重心包线的绘制....................................................................................... 45 由图 8.2，我们可以发现，随燃油消耗的变化，重心位置始终在气动中心的前方，这保 证了飞机具有良好的静稳定性。 第九章 经济性计算................................................... 46 9.1 直接运营成本........................................................................................... 48 9.1.1 所有权成本..................................................................................... 48 9.1.2 机组成本(CWP).............................................................................. 50 9.1.3 燃油费用(CRY)............................................................................... 50 9.1.4 服务费(CJC) ................................................................................... 51 9.1.5 维护成本 CM.................................................................................. 52 9.2 间接使用成本（IOC）.............................................................................. 52 9.3 总成本以及票价的确定............................................................................. 53 第十章 超音速飞机噪音问题................................................................................. 54 10.1 机体降噪................................................................................................ 54 10.2 推进系统降噪......................................................................................... 55 参考文献................................................................................................................. 56 辞谢........................................................................................................................ 57 附表：组员分工表................................................................................................... 58