第一章绪言 飞机设计是一项复杂和周期很长的工作,在工业部门通常分成几个阶段进行 首先拟定设计要求,它是由使用方(军方或民航)负责。现代军用飞机根据国家的战略 方针和将来面临的作战环境,经过分析提出作战技术要求。现代军用飞机从设计要求的制定 到开始服役使用一般都需要10年以上的时间,要准确预计10年后的政治、经济、技术环境 是相当困难的。一架军用机的全寿命费用达数百亿元的量级,因而军用飞机设计要求的研究 和制定是一项非常重要和影响巨大的工作。军用飞机设计要求的研究和制定一般都由专门的 机构和人员来进行。民用飞机主要强调安全性、经济性和舒适性,其设计要求一般由飞机公 司提出初步设想,经过与可能用户的商讨,并经过市场调查和分析讨论后制定的 第二阶段是概念设计,它与设计要求阶段有重叠,因为有时要通过概念设计来使设计要 求制定得更为合理和具体化。概念设计的目的是对飞机的气动布局、性能、重量水平、航空 电子、武器、所需新技术、费用和市场前景等方面进行初步和方向性的探讨。概念设计中还 有对设计要求中各项目的指标进行分析,适当降低那些对性能影响不大,但可能降低技术风 险和发展费用的设计要求,有可能提出一套合理组合的设计要求。概念设计中设计师的经验 和判断力起重要作用,往往采用经验或半经验的分析方法 第三阶段是初步设计,它包括两部分内容:方案设计和打样设计。方案设计,首先根据 设计要求在概念设计的基础上,进行多种气动布局方案的对比和研究,以及机翼、机身、尾 翼的形状、设计参数的确定。飞机的内部布置要同时进行。这时,各个专业都要介入,如结 构的传力路线设计、新材料新工艺的选用、各系统的原理设计、全机重量重心估计、飞机性 能计算和飞行品质分析,检査设计方案能否满足设计要求。飞机方案设计中充满着矛盾,要 通过各种方案的研究来评价、折衷和综合,不断进行改进,直到获得一个满足要求的综合最 佳方案。打样设计,在方案设计阶段主要是确定飞机总体布局,对结构和系统的考虑比较粗 略,在详细设计之前,结构和系统还需要一个初步设计的过程,这个过程为打样设计。在打 样设计阶段要进行下列工作 (1)气动分析和风洞试验,进行全机载荷计算,性能和飞行剖面计算,操纵性和稳定 性分析和气动弹性分析等。制造不同的模型,进行高低速风洞试验,提供原始气动力数据。 (2)结构打样设计。对主要受力部件进行初步设计和分析,选择合理的结构形式、新 材料、新工艺和重量估算 (3)系统打样设计。对所有系统进行原理设计,确定主要附件和系统的功能和功率。 对管道、电缆进行初步设计和通路协调 (4)全机布置协调。一般是在全尺寸图纸上进行,画出全套协调图。随着计算机技术 的发展,全机布置协调,运动机构及间隙检査,可在计算机屏幕上进行。 (5)样机审査。在打样设计后期要制造全尺寸样机,用户在全尺寸飞机和真实座舱环 境中检査是否符合使用要求。在样机审査批准以后,冻结设计状态,详细设计才能开始。 第四阶段是详细设计,其主要任务是: 进行结构和系统的详细设计和分析,包括所有零部件设计,提供零件图、装配图、总图。 进行详细的重量估算和强度校核和最后的飞机性能计算。进行工艺设计,制定飞机制造工艺 方案,向制造部门提供生产图纸。进行结构的静强度、动强度和寿命试验。对系统进行地面 台架模拟试验,进行飞机维修性、生存力分析和硏制费用、经济性评估 第五阶段为原型机试制。为加快研制速度,现代飞机都制造多架原型机进行试飞。 第六阶段为试飞 在试飞结束获得设计定型或型号合格证后才能进入第七阶段。1 第一章 绪言 飞机设计是一项复杂和周期很长的工作，在工业部门通常分成几个阶段进行。 首先拟定设计要求，它是由使用方（军方或民航）负责。现代军用飞机根据国家的战略 方针和将来面临的作战环境，经过分析提出作战技术要求。现代军用飞机从设计要求的制定 到开始服役使用一般都需要 10 年以上的时间，要准确预计 10 年后的政治、经济、技术环境 是相当困难的。一架军用机的全寿命费用达数百亿元的量级，因而军用飞机设计要求的研究 和制定是一项非常重要和影响巨大的工作。军用飞机设计要求的研究和制定一般都由专门的 机构和人员来进行。民用飞机主要强调安全性、经济性和舒适性，其设计要求一般由飞机公 司提出初步设想，经过与可能用户的商讨，并经过市场调查和分析讨论后制定的。 第二阶段是概念设计，它与设计要求阶段有重叠，因为有时要通过概念设计来使设计要 求制定得更为合理和具体化。概念设计的目的是对飞机的气动布局、性能、重量水平、航空 电子、武器、所需新技术、费用和市场前景等方面进行初步和方向性的探讨。概念设计中还 有对设计要求中各项目的指标进行分析，适当降低那些对性能影响不大，但可能降低技术风 险和发展费用的设计要求，有可能提出一套合理组合的设计要求。概念设计中设计师的经验 和判断力起重要作用，往往采用经验或半经验的分析方法。 第三阶段是初步设计，它包括两部分内容：方案设计和打样设计。方案设计，首先根据 设计要求在概念设计的基础上，进行多种气动布局方案的对比和研究，以及机翼、机身、尾 翼的形状、设计参数的确定。飞机的内部布置要同时进行。这时，各个专业都要介入，如结 构的传力路线设计、新材料新工艺的选用、各系统的原理设计、全机重量重心估计、飞机性 能计算和飞行品质分析，检查设计方案能否满足设计要求。飞机方案设计中充满着矛盾，要 通过各种方案的研究来评价、折衷和综合，不断进行改进，直到获得一个满足要求的综合最 佳方案。打样设计，在方案设计阶段主要是确定飞机总体布局，对结构和系统的考虑比较粗 略，在详细设计之前，结构和系统还需要一个初步设计的过程，这个过程为打样设计。在打 样设计阶段要进行下列工作： （1）气动分析和风洞试验，进行全机载荷计算，性能和飞行剖面计算，操纵性和稳定 性分析和气动弹性分析等。制造不同的模型，进行高低速风洞试验，提供原始气动力数据。 （2）结构打样设计。对主要受力部件进行初步设计和分析，选择合理的结构形式、新 材料、新工艺和重量估算。 （3）系统打样设计。对所有系统进行原理设计，确定主要附件和系统的功能和功率。 对管道、电缆进行初步设计和通路协调。 （4）全机布置协调。一般是在全尺寸图纸上进行，画出全套协调图。随着计算机技术 的发展，全机布置协调，运动机构及间隙检查，可在计算机屏幕上进行。 （5）样机审查。在打样设计后期要制造全尺寸样机，用户在全尺寸飞机和真实座舱环 境中检查是否符合使用要求。在样机审查批准以后，冻结设计状态，详细设计才能开始。 第四阶段是详细设计，其主要任务是： 进行结构和系统的详细设计和分析，包括所有零部件设计，提供零件图、装配图、总图。 进行详细的重量估算和强度校核和最后的飞机性能计算。进行工艺设计，制定飞机制造工艺 方案，向制造部门提供生产图纸。进行结构的静强度、动强度和寿命试验。对系统进行地面 台架模拟试验，进行飞机维修性、生存力分析和研制费用、经济性评估。 第五阶段为原型机试制。为加快研制速度，现代飞机都制造多架原型机进行试飞。 第六阶段为试飞。 在试飞结束获得设计定型或型号合格证后才能进入第七阶段