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飞机主要参数的确定


机型 单发螺旋浆 双发螺旋浆 战斗机 喷气运输机 喷气公务机
CL,max 1.3 - 1.9 1.2 - 1.8 1.2 - 1.8 1.2 - 1.8 1.4 – 1.8
CL,max,TO 1.3 - 1.9 1.2 - 2.0 1.4 - 2.0 1.6 – 2.2 1.6 – 2.2
CL,max,L 1.6 - 2.3 1.6 - 2.5 1.6 - 2.6 1.8 – 2.8 1.6 – 2.6
注:CL,max,TO和CL,max,L与襟翼的类型有关, CL,max,TO(或CL,max,L)越大,襟翼越复杂
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• 标准大气的参数
参数:大气压,温度,密度
H=0时: P0 = 101.325( Kpa), T0 = 15oC, ρ0 = 1.225 kg/m3
H < 11000 (m):
Aircraft Type
T/W
Twin
0.3
Tri-jet
0.25
4-Engine
0.2
Twin Exec. Jet
0.4
SST
0.4
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对比分析法
1. 求出在飞行过程中的相对燃油消耗量 m油
L = 1020 KM 巡 ⋅ m油 Ce平均 1 − m油
(km)
其中:L和M巡航由设计要求给定,K和Ce平均由统计数据得出。
• 最大升限
对于喷气式发动机: H < 11000(M) 时
H max = 57.82 ⋅{1− 0.996[K maxξ (T /W )]−0.205}
(km)
H > 11000(M) 时 H max = 57.82 ⋅{1− 0.965[Kmaxξ (T /W )]−0.174}
(km)
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P = P11000 ⋅ e 6547
T = T11000
− H −11000
ρ = ρ11000e 6360
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确定翼载荷和推重比的一般原则
T/W
• 翼载荷的值尽量靠右 • 推重比的值尽量靠下 • 留有充足的余量
W/S
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战斗机翼载荷和推重比的统计数据
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f
)]
(M)
对于螺旋浆发动机:
LTO
=
1.633 [(W / S ) / CL,max,TO ]3
51⋅ (P / W ) − 2 f (W / S ) CL,max,TO
(M)
其中:f 是机轮与跑道间的滚动摩擦系数 水泥:0.035 ; 草地:0.085
CL,max,TO起飞时最大升力系数(统计或经验) 13
=ρ/ρ0 ξ= Pv/Pv=0 是发动机速度特性系数 ξ= 1-0.32M + 0.40M2 - 0.01M3 CD是阻力系数
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对于螺旋浆发动机:
Vmax = 42.39 ⋅ 3 (P /W ) ⋅ (W / S) /(C D⋅Δ)
其中P/W的单位是 kW/kg
(km/h)
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478
0.371
66 ~78
495
0.359
70 ~79
393
0.337
摘自《国际航空》,2001年第四期
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喷气支线飞机翼载荷和推重比的统计数据(续)
型号 ERJ-145ER(巴西)
乘客人数 50
翼载荷 (kg/m2)
402
推重比 (10N/kg)
0.320
ERJ170STD(巴西)
t0V

1
+
n
2 y使用
2ny使用Kmaxξϕ Hϕ调
以上三种情况,如在飞行中发动机不加力, ϕ调 = 1 加力时:ϕ调 = 1.5 ~ 2.0
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9.选定飞机的推重比:
t0 = max⎪⎪⎪⎨⎧ttt0I0I0IIII ⎪⎪t0IV
⎪⎩
t
V 0
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10.估算飞机重量Wto
11. 按所选的(W/S)和t0及所求出的值Wto,计算: 机翼面积:S = Wto /(W/S) 起飞推力:T = Wto / t0
• 着陆速度
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Vl = 14.4
W /S CL, max,, L
(1

_
mR

_
mXH
)
(km/h)
其中:_
mR = WF WTO
_
mXH = WHX WTO
(WHX是消耗载荷)
CL,max,L着陆时最大升力系数(统计或经验)
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• CL,max,CL,max,TO和CL,max,L统计数据
战斗机(喷) 6 - 9
客机(喷) 14 - 18
CJ
--
--
0.6 1.4
0.5 0.9
CP 0.5 - 0.7 0.5 - 0.7
---
ηP 0.8 0.82 ---
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=
0.816(W / S) CL,max,TO ⋅[1.02 ⋅ (T /W ) −
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飞机主要参数的确定
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飞机总体设计框架
设计 要求
主要参数计算 布局型式选择
发动机选择
部件外形设计
机机身身 机机翼翼 尾尾翼翼 起起落落架架 进进气气道道
是否满足 设计要求?
最优?
分析计算
重重量量计计算算 气气动动计计算算 性性能能计计算算 结结构构分分析析
三面图 部位安排图 结构布置图
70
487
0.344
ERJ170LR(巴西)
70
507
ERJ190-100LR(巴西) 98
539
528 Jet(美)
55 ~65
425
728 Jet(美)
70 ~85
413
0.331 0.338 0.382 0.394
摘自《国际航空》,2001年第四期21
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各种运输机的推重比统计数字
Typical T/W for Various Transport Aircraft
P
=
P0
(1 −
H 44300
)5.24
T = T0 − 0.0065H
ρ
=
ρ0 (1−
H )4.24 44300
16
H = 11000 (m):
P11000 = 22.699 Kpa,
T11000 = -56.5 oC,
ρ
11000
=
0.365
kg/m3
H >11000 (m):
− H −11000
(km)
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其中:
K max
= (CL CD
) max
K max
=
1 2

1 DC D 0
最大升阻比 (统计数据)
; CD = CD0 + DCL2
D
=
1
πλ
D=
M 2 −1 4
亚声速 超声速
λ:展弦比
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最大升阻比 (统计数据)
机型 单发(活)
Kmax 10 - 12
双发(活) 9 - 11
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喷气支线飞机翼载荷和推重比的统计数据
型号
阿夫罗RJ70(英) 阿夫罗RJ100(英) CRJ200ER(加) CRJ700 (加) CRJ700ER (加) 福克70(荷)
乘客人数 70 ~85
翼载荷 (kg/m2)
493
推重比 (10N/kg)
0.325
110
569
0.282
50
446
0.353
66 ~78
2. 按飞机着陆状态求出翼载荷 W/S
(W / S)'= CLmax着陆v着2 陆 211.(7 1− m油 − m消耗)
其中: V着陆由设计要求给定,CLmax着陆按机翼增升装置取统计值。
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3. 按给定的巡航速度V或 M,算出所需的翼载荷:
(W
/
S )" =
1

1 0.6m油
C L巡 q M
=1M
2 巡
其中,qM=1是在给定飞行高度对应于M=1时的速压;CL巡航按统计值。
4.对于机动类飞机,按允许使用的升力系数和允许使用的过载计算 翼载荷:
(W / S ) "' =
1 1− 0.6m油
⋅ CL允许 n y允许
q机动
其中,C L允许对应于升力系数曲线开始弯曲时的值, n L允许按强度规 范( n L允许=0.5nLMAX),或者按飞行员生理条件的限制来确定,在机
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内容提要
• 什么是飞机主要参数 • 确定飞机主要参数的方法
– 界限线法 – 对比分析法
• 飞机全机重量估算
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什么是飞机主要参数
• 飞机的正常起飞重量:
Wto(kg)
• 动力装置的海平面静推力: T0(10N)
• 机翼面积:
S(m2)
• 相对参数 :
1.翼载荷 2.推重比
t0I
=
1
1.2K巡ξΔϕ调
K巡 从统计数据中选取: K巡 =(0.85 ~ 0.90)Kmax
ϕ调 取0.8~0.9
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7.按给定的起飞滑跑距离计算推重比
t0II
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