【正文】 細了解，計算出顫振速度 和發(fā)散速度 ，進行全面校核。但有的地方把總統(tǒng)、國王、皇室成員專用的要人專機也列入通用航空范圍，這時波音 747 這樣的大型飛機也可以列入公務(wù)機行列了 。實際上，內(nèi)地最早的公務(wù)機消費群是來自世界 500 強的在華企業(yè)， 1995 年左右，殼牌等海外石油巨頭因為要到內(nèi)地偏遠地區(qū)開展業(yè)務(wù)，經(jīng)常會使用公務(wù)機，但海外公務(wù)機到內(nèi)地會遇上空中管制等諸多問題難以起飛，他們不得不租用境內(nèi)的飛機。據(jù)預(yù)測，未來 10年將是中國公務(wù)航空高速發(fā)展的主要階段，公務(wù)機數(shù)量有望達到 1000 架左 右，然而，飛行員短缺瓶頸不破，公務(wù)機行業(yè)很難真正起飛。一位業(yè)內(nèi)專家告訴記者，目前中國內(nèi)地對于公務(wù)機的定義略顯模糊。 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 2 頁 在西方國家，私人擁有商務(wù)機并不是少見的，但在中國，擁有私人的商務(wù)飛機畢竟是少數(shù)，至今為止在中國只有十幾位企業(yè)家購買了私人商務(wù)機。這使得不具備相當經(jīng)濟實力的企業(yè)家根本不敢奢望擁有自己的私人飛機，購買者得至少擁有過億的資產(chǎn)。有關(guān)部門預(yù)測，未來 600 米以下的空域?qū)嵭袊栏裣拗?，私人飛機若是跨地區(qū)飛行，飛行計劃申報涉及環(huán)節(jié)非常復(fù)雜，一般要提前一個星期申請航線。 中國的公務(wù)機是從 1995 年海南航空集團開始經(jīng)營公務(wù)機包機開始的。 1 個人防護 公務(wù)機能夠完全控制航程安排，乘客名單，飛機的維護計劃以及指定飛行員，從而避免了一些不可預(yù)見的潛在危險；而航班飛機乘客情況遠為復(fù)雜，一旦有突發(fā)事件發(fā)生，事態(tài)會超出控制之外。這就是為什么購買公務(wù)機可以幫企業(yè)“省錢”的道理 。 4 優(yōu)異的生產(chǎn)力和效率 調(diào)差顯示，公務(wù)人員乘公務(wù)機時的效率比他們在辦公室工作時 還要高出許多。 6 安全可靠 無論從飛機本身的質(zhì)量，維護水平，還是飛行安全記錄來看，公務(wù)機是目前世界上最安全的一種交通工具。 8 秘密性 保護商業(yè)機密和各人隱私。 中國公務(wù)機用戶的消費理念也還很不成熟，遠未形成正確和高效的消費觀念。天高任鳥飛，公務(wù)機在中國卻不是想飛就能飛的。而相比之下，上海的兩個國際機場中，只有虹橋開放了部分區(qū)域，供公務(wù)機使用?！毕愀凵虅?wù)航空（ Hongkong Jet）的行政總裁林烈風(fēng)（ Chris Buchholz）表示：“關(guān)鍵是候機樓缺乏盈利渠道。 然而，公務(wù)機發(fā)展最大的障礙，在于空域管制。而在美國，由于空域大部分屬于民用，公務(wù)機飛行只需提前二十分鐘電話通知即可。這一切看上去非常矛盾，一方面 中國的公務(wù)機需求持續(xù)上升，而另一方面航空管制依舊嚴格。飛行器結(jié)構(gòu)在使用和運輸過程中應(yīng)能承受作用在機體上的外載荷?，F(xiàn)代飛行器設(shè)計日益追求高速度、高機動性，使得飛行器越來越呈現(xiàn)出輕結(jié)構(gòu)和大柔性的特點，相應(yīng)的氣動彈性問題也越來越突出，特別是結(jié)構(gòu)的非線性、非定常空氣動力的非線性給飛行器的氣動彈性問題帶來了巨大挑戰(zhàn)。通過這個畢業(yè)設(shè)計熟悉自己所學(xué)知識，應(yīng)用自己所學(xué)知識。 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 國內(nèi)外研究狀況 飛行載荷這一塊國內(nèi)外都比較成熟，都有編寫好的手冊供查詢，大部分是根據(jù)理論公式加以實際情況進行修改的經(jīng)驗公式，根據(jù)經(jīng)驗公式進行計算，算 出相應(yīng)載荷大小，然后傳給強度組進行強度校核。由于計算機的出現(xiàn)，誕生了許多氣動力計算方法，一些亞音速和超音速非定常氣動力計算方法應(yīng)運而生。大型通用軟件包 中的氣動彈性模塊就包含了偶極子網(wǎng)格模型。 2 發(fā)散問題根據(jù)《氣動彈性設(shè)計基礎(chǔ)》等參考資料提供的理論公式，利用片條理論，結(jié)合相關(guān)力學(xué)公式進行計算。 規(guī)定了設(shè)計速度。ξ]12。 如下圖 所示： 圖 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 有了環(huán)量的展向分布，就可以求出機翼剖面升力系數(shù)沿展向的分布規(guī)律 ????＇ （ z） ??L = ????＇ （ z） 12????∞2??（ z） dz ???? = ????∞Γ （ z） dz 得到 式 ()： CL＇ (z)= 2V∞Γ（ z）b（ z） () 其畫出的圖如圖 所示： 圖 展弦比為 6 的機翼環(huán)量沿展向分布 本機計算：巡航狀態(tài) 實際上求解時只需要保留前幾項級數(shù)即可。 根據(jù)翼型的迎角 — 升力系數(shù)曲線，得到 ????∞?? =。從內(nèi)往外分別標為 1， 2， 3， 4， 5 號翼型。 弦向載荷分布 任然選取右半機翼的四個翼型切面（除去翼尖的切面）進行分析，根據(jù)上述分析，在巡航狀態(tài)帶 入迎角，動壓進行分析，結(jié)果圖 所示： a）分圖 a 一號切面 ??? = 0 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 b）分圖 b 二號切面結(jié)果 ??? = c）分圖 c 三號切面 ??? = 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 d）分圖 d 四號切面 ??? = 圖 右半機翼四個切面翼型弦向載荷矢量圖 飛行包線的確定 過載系數(shù) n n 越大，飛機的機動性就越好，但過載系數(shù) n 的增加，空氣動力載荷增加，結(jié)構(gòu)重力隨之增加，從而導(dǎo)致機動性降低。 ??minsy = ?1~3。 對此都有相關(guān)要求。 ????min =，所以 ???? ≥????min =???? =667m/s = ???? （ c）設(shè)計機動速度 ???? 采用一下規(guī)定： （Ⅰ） ????不得小于 ????√?? 1 ????是飛機失速速度， 對于民用飛機，適航條例把失速速度定義為無動力、前重心條件下的最小穩(wěn)態(tài)飛行速度，通常是在過載小于 1 的機動中獲得這一速度的。即可求得 A 點速度。根據(jù)要求帶入 ????值，即可繪出 AB 段和 BC 段 。 本機飛行包線如圖 所示： 圖 本次公務(wù)機的設(shè)計飛行載荷包線圖 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 23 頁 由上圖可得設(shè)計機動速度 ???? = ,符合上述對設(shè)計機動速度的要求。1 由 V 算出相應(yīng)的雷諾數(shù)，再作出迎角 — 升力系數(shù)曲線得到 A 狀態(tài)機翼迎角為 α = = 弧度 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 24 頁 認為機翼是單梁式翼面結(jié)構(gòu)，則彎矩認為全部有梁承受，在機身連接處平衡。 ????0=。得： ??yax?? = |????????????|χ， ya ?????0， ya????,qm cosχ 下面是“ A 工況”的相關(guān)匯總，如表 所示： 表 以及各切面在 “A”工況下各數(shù)據(jù)匯總 1 2 3 4 5 6 b ??? 1 0 ??yx ???? ?（ ????????????）χ 0 |????????????|χ， ya ????， ??m 0 ??yax?? X 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁 繪出圖線如下如圖 所示： 圖 “ A”工況下公務(wù)機機翼壓力中心線相對位置沿展向分布圖 由圖可以看出：在翼根附近，壓力中心比較靠后，在中部和翼尖部分壓力中心位置變化不大，在翼尖部分，由于翼尖升力系數(shù)為零，所以沒有壓力中心，認為壓力中心無限接近翼尖翼型的后緣。當飛行速度比較低時，彈性變形的影響很小。 靜氣動彈性問題涉及兩類問題：第一類問題包括結(jié)構(gòu)在空氣動力作用下發(fā)散問題以及氣動載荷的重新分布問題；第二類問題包括副翼效率和反效問題。此時，由于翼段是彈性連接于支點上的，所以在氣動力與彈簧力 的作用下，翼段將在新的攻角 ??（ ?? = ??0 +θ） 下達到平衡。 根據(jù)氣動力矩和彈簧力矩平衡的條件，可以寫出平很方程 ，如下式 ()： Kθθ = ?CL?α (α0 +θ)qSe+M 。 如果彈簧的剛度很大，或者風(fēng)洞中的流速很小，則扭角 θ也是會很??；如果彈簧的剛度很小，或者風(fēng)洞中的流速很大，則扭角 θ將很大，以至于發(fā)生彈簧扭轉(zhuǎn)超過極限而導(dǎo)致破壞 的現(xiàn)象。 本畢業(yè)論文將對給定機翼的發(fā)散速度進行求解解算，并提出有效的提高發(fā)散速度的建議。飛機靜氣動彈性問題關(guān)注由定常流誘導(dǎo)的空氣動力載荷與飛行器結(jié)構(gòu)彈性變形之間的相互作用問題，或者更具體地說，關(guān)注飛行器彈性變形對定常氣動載荷分布的影響以及由氣動載荷所產(chǎn)生的靜變性的穩(wěn)定性。 翼根彎矩計算如下： “ 12”段： M1 = ∫ {12ρ??2[??2 ?+]}???? （ ≤ x ≤ ） “ 23”段： M2 = ∫ {12ρ??2[??2 ? + ]}???? （ ≤ x ≤ ） “ 34” 段： M3 = ∫ {12ρ??2[??2 ? + ]}?? ??x（ ≤ x ≤ ） “ 45”段： M4 = ∫ {12ρ??2[???2 ?+ ]}???? （ ≤ x ≤ ） “ 56”段： M5 = ∫ {12ρ??2[???2 ?+ ]}???? （ 0≤ x ≤ ） 所以機翼在“ A 工況”下機翼所受的載荷對于翼根的彎矩為： M = M1+M2 + M3 +M4+M5 =++++ = KN?m 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 31 頁 3 發(fā)散速度的計算 靜氣彈基本概念 發(fā)散問題屬于靜氣動彈性問題。 在翼尖附近，載荷變化較為劇烈，載荷較小，對升力貢獻較大者為機翼根部以及中部部分。 同樣根據(jù)翼型的迎角 — 升力系數(shù)曲線，得到 ????∞?? =。 如上圖中 A、 B、 D、 E 四點的情況如下表 所示： 表 飛行包線中 A、 B、 D、 E 各點情況 包線上的特定點 使用過載 ????sy 動壓 q ???? 飛行狀態(tài) A ???? max ???? max?? ??????? max ???? max 小速度，大迎角的曲線飛行，急上升退出俯沖 B ???? max ??jx ???? max?? ?????jx 飛機以最大允許空速飛行時改出俯沖或下滑，載荷系數(shù)最大 D ???? min ??max ???? max?? ?????max 以最小負載荷系數(shù)做機動 E ???? min ???? max?? ??????? min ????min 小速度負迎角進入俯沖，載荷系數(shù)最小 “ A 情況”的計算分析 “ A 情況”發(fā)生在實施急躍升退出俯沖狀態(tài)，此時是一種小速度、大迎角和大過載的飛行情況。具體做法可參照 OA 段畫法?？煞謩e選擇當量速度為 ??dl1 = 20 m/s , ??dl2 =40m/s, ??dl3 = 60m/s, ??dl4 = 100m/s,分別帶入上式計算，然后擬合，畫出 n= 的直線，其與曲線的交點即是 A 點結(jié)果如表 所示： 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 22 頁 表 機翼各切面 OA 段相關(guān)數(shù)據(jù)匯總 1 2 3 4 ??dl 20 40 60 100 K 1 ???? 2 AB 段 ????的取值根據(jù)前述要求設(shè)計。 = ?1。其換算式為： 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 ??dl = ????√??????0= ????√??? 其中： ????是高度 H 處的空氣密度 ??0是海平面空氣密度 ???則為相對密度 ????為 H 高度上的飛行速度 飛行設(shè)計空速的確定 （ a）設(shè)計巡航速度 ???? [7] 根據(jù) 23 部要求，采用下列規(guī)定： （ Ⅰ ）對于正常類、實用類和通勤類飛機， ????分別不得小于 √??g ??? ， √?? ??? ，33√?? ??? 。 飛行速度對載荷計算結(jié)果的影響是最大的，要確定飛行包線。人員的生理因素也是????max最主要的影響因素之一。機翼后掠會造成翼根效應(yīng)和翼尖效應(yīng)，使得靠近翼根部分升力系數(shù)小而靠近翼尖部分升力系數(shù)大，而理論上??yax?? = ??焦點 ?????0???? ，由此引起壓力中心的相應(yīng)的變化。 北京航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 ????0= 在 θ = 0~??2之間取四個 θ值，分別取 θ1 = ， θ2 = 450， θ3 = ， θ4 = 900，得到相關(guān)數(shù)據(jù)如表 所示： 表 機翼相關(guān)數(shù)據(jù)匯總 1 2 3 4 θ 450 900 Z 0 b 1. 3938 μ 帶入下列方程 ,如式 ()： μαa(θ)sinθ = ∑ Ansin (nθ)(μn+ sinθ)4n1 （ n 為偶數(shù)時， ???? = 0） () 得到 ??1， ??3， ??5， ??7的四個方程： {??1 + ??3 + ??5 + ??7 = ??1 + ??3 ? ??5 ? ??7 = ??1 ? ??3 ? ??5 + ??7 = ??1 ? ??3 + ??5 ? ??7 = 解得： ??1 = ??3 = ? ??5 = ??7