第三章飞机总体参数详细设计(部件设计) 31设计的任务和步骤 311飞机总体参数详细设计的最优化准则 本章将说明飞机各个部件,比如机翼、机身、尾翼、动力装置、操纵系统和起落架装置的总 体设计特点。设计的主要任务是保证飞机总体参数的最优化。由复杂系统的设计理论可知,在一般 情况下,由局部最优的子系统组成的系统并不是最优的,然而局部的最优化还是有意义的。第 如果各个部件的参数不是互为函数,那么,部件的最优化与整个系统的最优化是一致的:第二,在 一些情况下,总体的最优化是不可能或者是很困难的,由于它的数学模型太复杂,或者是不确定的。 那么,系统就只好按各部件最优化,希望结果距离总体最优不远:第三,如果对部件和对系统总体 的最优化准则是统一的,或者部件的准则是总体最优化准则的一部分,而这一部分能很好地反应部 件的独立参数的变化,则部件最优化也是有意义的。 例如,对于整个飞机的最优化准则是使飞机起飞总重量最小。对于飞机各部件,例如机翼, 最优化准则也可以是以下形式的准则: Wwing=Amking-B(L/D)wing+CS-DmT 其中mi-机翼重量:(L/),im-机翼升阻比:S一机翼面积:mr一分布在机翼内的燃油重量。A、B、 C和D是根据所设计飞机而异的系数,它们反映了飞机的战术技术要求和使用技术要求(航程、巡 航速度、着陆时的下滑速度、有效载重和装备的多少等)。 这样的评价单独飞机部件最优化的准则形式简单,不要求有整个飞机的优化数学模型,也不 要求采用考虑这个部件内部各参量更复杂的数学模型,只需考虑决定它的外部形状的参数变化。准 则的内容应指明为完善这一部件,今后的工作的合理方向,也允许对各部件之间的相互影响进行估 算 312飞机总体参数详细设计(部件设计)的主要任务 在飞机部件的设计过程中,要解决以下的问题 (1)选择主要参数和几何尺寸的最优值 (2)选择最优形状、最优外形 (3)选择飞机部件的最优结构受力形式,满足强度、刚度等要求并使重量最轻 (4)选择最优材料和工艺过程,使在成批生产中保证外形和表面质量的条件下使飞机部件生产 成本最低; (5)保证飞机部件使用维护方便,在飞机部件重要结构和设备的检査和修理时,有自由接近的 和进行必需的测量调整工作的可能性 在第二章中已经说明了确定下列飞机主要参数的方法:翼载荷W/S、推重比T/W、机翼面积S 和发动机的总起飞推力P。和求飞机起飞重量Wm的第一次近似值的方法。根据这些参数值和规定的 战术(使用)技术性能来选择飞机部件的主要参数和几何尺寸并使它们最优化50 第三章 飞机总体参数详细设计（部件设计） 3.1 设计的任务和步骤 3.1.1 飞机总体参数详细设计的最优化准则 本章将说明飞机各个部件，比如机翼、机身、尾翼、动力装置、操纵系统和起落架装置的总 体设计特点。设计的主要任务是保证飞机总体参数的最优化。由复杂系统的设计理论可知，在一般 情况下，由局部最优的子系统组成的系统并不是最优的，然而局部的最优化还是有意义的。第一， 如果各个部件的参数不是互为函数，那么，部件的最优化与整个系统的最优化是一致的；第二，在 一些情况下，总体的最优化是不可能或者是很困难的，由于它的数学模型太复杂，或者是不确定的。 那么，系统就只好按各部件最优化，希望结果距离总体最优不远；第三，如果对部件和对系统总体 的最优化准则是统一的，或者部件的准则是总体最优化准则的一部分，而这一部分能很好地反应部 件的独立参数的变化，则部件最优化也是有意义的。 例如，对于整个飞机的最优化准则是使飞机起飞总重量最小。对于飞机各部件，例如机翼， 最优化准则也可以是以下形式的准则: Wwing=Amwing-B(L/D)wing+CS-Dm T , 其中 mwing－机翼重量；(L/D)wing－机翼升阻比；S－机翼面积；m T －分布在机翼内的燃油重量。A、B、 C 和 D 是根据所设计飞机而异的系数，它们反映了飞机的战术技术要求和使用技术要求（航程、巡 航速度、着陆时的下滑速度、有效载重和装备的多少等）。 这样的评价单独飞机部件最优化的准则形式简单，不要求有整个飞机的优化数学模型，也不 要求采用考虑这个部件内部各参量更复杂的数学模型，只需考虑决定它的外部形状的参数变化。准 则的内容应指明为完善这一部件，今后的工作的合理方向，也允许对各部件之间的相互影响进行估 算。 3.1.2 飞机总体参数详细设计（部件设计）的主要任务 在飞机部件的设计过程中，要解决以下的问题： （1） 选择主要参数和几何尺寸的最优值； （2） 选择最优形状、最优外形； （3） 选择飞机部件的最优结构受力形式，满足强度、刚度等要求并使重量最轻； （4） 选择最优材料和工艺过程，使在成批生产中保证外形和表面质量的条件下使飞机部件生产 成本最低； （5） 保证飞机部件使用维护方便，在飞机部件重要结构和设备的检查和修理时，有自由接近的 和进行必需的测量调整工作的可能性。 在第二章中已经说明了确定下列飞机主要参数的方法：翼载荷 W/S、推重比 T/W、机翼面积 S 和发动机的总起飞推力 P 0和求飞机起飞重量 WTO的第一次近似值的方法。根据这些参数值和规定的 战术（使用）技术性能来选择飞机部件的主要参数和几何尺寸并使它们最优化：