飛機(jī)總體設(shè)計(jì)課程-國(guó)內(nèi)使用的噴氣式公務(wù)機(jī)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 Ｎ） 3420 Ａ：４．１ 易維修，翻修時(shí)間長(zhǎng)，使用壽命長(zhǎng) ９８萬 ＰＷ３０５Ａ （２０８１ｄａＮ） 2816 Ａ：４．３ Ｂ：０．６９４ 使用成本低，可靠性高 １４５萬 參照以上表格的分析，在推重比和可靠維修性方面，五種發(fā)動(dòng)機(jī)都不錯(cuò)。特公司研制的一種雙轉(zhuǎn)子中等涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)?；萏啬峁狙兄频囊环N大涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。曾用于 “霍克 ”125—800 型飛機(jī)。它的設(shè)計(jì)點(diǎn)為 H=12200m， M=。 巡航速度： M=； 巡航高度： 12021m； 聲速： a=()； 預(yù)估數(shù)據(jù)（參考統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）： 耗油率 C=（涵道比假設(shè)為 6） 升阻比 L/D= 根據(jù) Breguet 方程： ln ini tialfinalW RangeaLW MCD? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 計(jì)算得： ?Wfin a lini tia l 所以： Wfuel cruise/Wto=11/= 燃油系數(shù)主要由任務(wù)剖面中巡航階段確定，其它階段（除巡航階段以外）的燃油系數(shù)為： 參照算例中各階段燃油系數(shù) ????????WWtof ue l 估算飛機(jī)最大起飛重量（ lb） 每位乘客 80kg并攜帶 20kg行李 Wto 60,000 35,000 10,000 Wfuel 12,990 11, 2,165 Wpayload 2,425 2,425 2,425 Wempty 44,585 21, 5,140 最終求得的重量數(shù)據(jù)： 重量 lb 比例 Wto 23500 1 Wfuel Wpayload 2425 Wempty 估算推重比和翼載荷 1500 2021 2500 3000 3500 4000 450000 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91 翼載荷 ( N / m2) 推重比 界 限 線 圖起飛距離平衡場(chǎng)長(zhǎng)抗風(fēng)要求 進(jìn)近速度著陸距離第二階段爬升巡航 1巡航 2 根據(jù)界限線圖，選擇如下技術(shù)指標(biāo)： 翼載荷： W/S=3400N/m2 推重比： To/Wto=(10N/kg) 計(jì)算得： 機(jī)翼面積： S= 發(fā)動(dòng)機(jī)推力： To= 單發(fā)推力： T39。 ③ 飛行員座艙視界的要求較容易滿足。 ② 機(jī)翼升力系數(shù)大 ③ 單發(fā)停車時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)離機(jī)身近，配平操縱較容易； ④ 起落架較短，可以減輕起落架重量。 由此，從中選出一些較主流機(jī)型作為參考 二、 確定飛機(jī)總體布局 參考機(jī)型 龐巴迪航空：里爾 45xr、里爾 60xr 巴西航空：飛鴻 300、 塞斯納航空：獎(jiǎng)狀 cj3 機(jī)型 座位數(shù) 巡航速度 M 起飛場(chǎng)長(zhǎng) m 著陸場(chǎng)長(zhǎng) m 航程 km 最大起飛 重量 kg 里爾 45XR 9 1536 811 3647 9752 里爾 60XR 9 1661 1042 4454 10659 飛鴻 300 9 1100 890 3346 8207 獎(jiǎng)狀 CJ3 9 969 741 3121 6300 可能的方案選擇： 正常式 前三點(diǎn)起落架 T 型 平尾 / 高置平尾 + 單垂尾 尾吊雙發(fā)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) / 翼吊雙發(fā)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) / 尾吊雙發(fā)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 小后掠角梯形翼 +下單翼 / 小后掠角 T 型翼 +中單翼 / 直機(jī)翼 +上單翼 最終定型及改進(jìn) 1）正常式、 T 型平尾、單垂尾 ① 避免機(jī)翼下洗氣流和螺旋漿滑流的影響： 減小尾翼振動(dòng)； 減小尾翼結(jié)構(gòu)疲勞； 避免發(fā)動(dòng)機(jī)功率突然增加或減小引起的駕駛桿力變化 ② “失速 ”警告（安全因素） ③ 外形美觀（市場(chǎng)因素） ④ 由于飛機(jī)較小，平尾不需要太大，對(duì)垂尾的結(jié)構(gòu)重量影響不大 2）小后掠角梯形翼（帶翼梢小翼）、下單翼 ① 本次公務(wù)機(jī)設(shè)計(jì)續(xù)航速度 ，處于跨音速范圍，故采用小展弦比后掠翼，后掠角大約 30 左右，能有效地提高臨界 M數(shù)，延緩激波的產(chǎn)生，避免過早出現(xiàn)波阻。 飛行性能： 巡航速度： M 最大航程： 3500－ 4500km 起飛場(chǎng)長(zhǎng)： 小于 1400－ 1600m 著陸場(chǎng)長(zhǎng)： 小于 1200－ 1500m 進(jìn)場(chǎng)速度： 小于 230km/h 據(jù)世界知名的公務(wù)機(jī)雜志 Bamp。 有效載重 旅客 6－ 12 名，行李 20kg/人。與其他公務(wù)機(jī)相比，輕型公務(wù)機(jī)主要靠較低的價(jià)格、低廉的運(yùn)營(yíng)成本、在較短航程內(nèi)的高效率來取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 3）尾吊雙發(fā)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，稍微偏上 ① 主要考慮對(duì)飛機(jī)的駕駛 比較容易，座艙內(nèi)噪音較小，符合易操縱性和舒適性的要求。 ② 具有起飛著陸時(shí)滑跑的穩(wěn)定性。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求： 航程 Range=4000km。該型發(fā)動(dòng)機(jī)按照噴氣公務(wù)機(jī)的主要要求（噪聲小、性能好、經(jīng)濟(jì)、安全可靠）制造。 TFE731—5 (起飛推力 1915daN) 擁有更高的涵道比風(fēng)扇，采用了新型的低壓渦輪驅(qū)動(dòng)。 （二）、 PW500 系列 由加拿大普拉特 （三）、 PW300 系列 同為普 型號(hào) 推重比 單位迎面推力 （ｄａＮ／ｍ２ ） 耗油 Ａ涵道比 Ｂ巡航耗油率（ｄａＮ TFE731—40—200G 的推重比在三個(gè)中低了一點(diǎn)兒，但它有著不俗的靜推力和耗油率，這也是我們很需要的。h)） TFE731—5 TFE731—40—200G 巡航耗油率（ kg/(daN 機(jī)翼面積： S=。 俯仰力矩系數(shù)應(yīng)較低或中等大小為宜，以防止過高的配平阻力； 翼型的結(jié)構(gòu)高度盡可能大，以利于減輕結(jié)構(gòu)重量和內(nèi)部布置； 綜上，選擇 NACA 65(1)412 機(jī)翼平面形狀的設(shè)計(jì) ① 展弦比 AR 機(jī)翼的展弦比 AR=l2/S 大小對(duì)機(jī)翼的誘導(dǎo)阻力系數(shù)、零升阻力系數(shù)和升力線斜率方面的氣動(dòng)特性都有影響，總的來說，亞聲速飛機(jī)適宜采用較大的展弦比，公務(wù)機(jī) 。 ④ 相對(duì)厚度 噴氣運(yùn)輸機(jī)機(jī)翼厚度的典型分布 由上圖，翼根處（ t/c)=15%，轉(zhuǎn)折處（ t/c） =12%，翼尖處（ t/s） =11%，噴氣運(yùn)輸機(jī)和公務(wù)機(jī)的平均相對(duì)厚度一般在 10％至 12％之間，取平均相對(duì)厚度為 12%。 wLDesL iCC ?? ?, (CL， Des－巡航時(shí)所需的升力系數(shù) ) 統(tǒng)計(jì)值 噴氣客機(jī)： 1186。~7186。 亞聲速后掠翼 +下單翼，可取 3176。 故取上反角 3176。~4186。~7186。~2186。~0186。 ⑤ 內(nèi)翼后緣拓展 目的：增加根部弦長(zhǎng)，便于起落架的布置；可降低根部弦剖面升力 系數(shù)，便于氣動(dòng)設(shè)計(jì)。 （ α=1314176。） 雙縫式 30%～ 40% 40176?！?60176。 當(dāng)在飛行中 對(duì)稱打開時(shí)，可增加阻力，起減速作用和增加下降速率。 確定前、后粱位置要考慮的因素： 結(jié)構(gòu)高度 襟翼尺寸和操縱機(jī)構(gòu)所需的空間 副翼尺寸和操縱機(jī)構(gòu)所需的空間 燃油容積 典型的前、后粱位置 前粱： 16％～ 22％弦長(zhǎng)處，取 20% 后梁： 60％～ 75％弦長(zhǎng)處，取 65% ⑩ 燃油容積 通常公務(wù)機(jī)和運(yùn)輸機(jī)的機(jī)翼要容納所有的燃油。C 根 =； C 尖 =。 MAC=； 繪制平尾和垂尾的外形草圖 平尾： 垂尾： 八、 發(fā)動(dòng)機(jī)短艙初步布置 已知： 風(fēng)扇直徑 DF=； 涵道比 μ= ； 總壓比 OPR=22； 最大使用馬赫數(shù) MMO=； 總空氣流量 Wa= 進(jìn)氣道唇口直徑 DIH = +=。 DMG=（ +)2 = 。 為了減少機(jī)身尾部的氣流死區(qū)，降低底部阻力，將發(fā)動(dòng)機(jī)短艙軸線向外（尾部向內(nèi)）偏一角度。~ 4176。 取 γ=17176。 防側(cè)翻角 ζ一般不大于 55 度。； ⑧ 機(jī)輪布置 ⑨ 輪胎數(shù)目與尺寸 主起落架 Dt x bt x
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