• 数字化技术从根本上改变了飞机研制方法， 已成为企业核心竞争力
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
5、数字化设计技术
6、飞行器的未来发展
• 要进行面向未来的飞行器创新设计，应该 对飞行器未来可能的发展方向有一定的了 解，才能做到有的放矢
科学性
创造性
非唯一性
反复迭代，多轮逼近
综合与协调
综合与协调
5、数字化设计技术
• 飞行器产品具有外形气动要求严格、设计 更改频繁、产品构型众多、零件材料和形 状各异、内部结构复杂、空间十分紧凑、 各类系统布置密集以及零组件数量巨大
• 飞行器制造技术难度大、研制流程长、工 程艰巨、协作面广、管理困难，是需投入 巨额资金的综合性高技术产业
2、设计要求与飞行器设计
• 根据设计要求，军用飞机的设计要满足设 计规范，民用飞机设计必须满足适航性条 例的要求
2、设计要求与飞行器设计
• 飞行器设计：综合利用现代科学技术成果， 以系统工程的方法，用工程语言(图纸、 技术文件、电子文档)的形式指导飞行器 的制造、试验和使用
• 飞行器设计是飞行器研制过程的重要组成 部分和第一个环节，也是研究飞行器设计 理论、方法和设计过程的一门综合性技术 学科
气层之外的航行活动，又称空间飞行或宇 宙航行 • 航天的实现必须使航天器克服或摆脱地球 的引力，第一、第二和第三宇宙速度是航 天所需的三个特征速度 • 火箭推进技术是航天技术的核心 • 航天器分无人和载人两类：包括人造地球 卫星、空间探测器、载人飞船、空间站和 航天飞机等
航天器
人造地球卫星
航天器
• 航空器飞行中产生的阻力由发动机产 生的推力来克服
飞机升力的产生
影响飞机升力的因素
（1）机翼面积的影响 机翼面积越大，则产生的升力就越大
（2）相对速度的影响 相对速度越大机翼产生的升力就越大
（3）空气密度的影响 空气密度越大，升力也就越大，反之当
空气稀薄时，升力就变小了 （4）机翼剖面形状和翼迎角的影响
影响飞机升力的因素
机翼产生升 力的大小与机翼 剖面形状有关。 在一定迎角范围 内，升力随着迎 角的增大而增大。 当迎角超出此范 围而继续增大时， 则产生失速现象
影响飞机升力的因素
• 翼型和迎角对升力的影响可以通过升力系 数Cy表现出来
• 总结以上因素的影响，升力的公式可写成 （飞机阻力公式的形式完全相同）：
• 飞行器包括航空器和航天器 • 通常把火箭和导弹归属于航天器的范畴 • 火箭是靠火箭发动机提供推进力的飞行器。
导弹是一种飞行武器，它依靠制导系统来 控制其飞行轨迹，目标是把高爆弹头或核 弹头送到打击目标附近引爆，并摧毁目标
航空器
• 航空器是进行航空活动的主体器具
• 航空是指载人或不载人的飞行器
火星探测器
航天器
火卫星星探式测载器人飞船
航天器
登月式载人飞船
火卫星星探式测载器人飞船
航天器
登月式载人飞船
火空卫星间星探站式测载器人飞船
航天器
登月式载人飞船
火空卫星间星探站式测载器人飞航船天飞机
航天器
登月式载人飞船
火空卫星间星探站式测载器人未飞来船空天飞机
2、设计要求与飞行器设计
• 学科：航空宇航科学与技术，飞行器设计， 飞行器设计与工程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
3、飞行器设计过程
4、飞行器设计的特点
• 作为一种涉及到多个学科的复杂工程系统， 现代飞行器设计一般具有以下特点
• 科学性 • 创造性 • 非唯一性 • 反复迭代，多轮逼近 • 综合与协调
• 航空必须具备空气介质和克服航空器自身 重量的升力
• 航空器分轻于空气和重于空气两类，重于 空气的航空器要有产生相对于空气运动所 需的推力
• 典型航空器包括气球、飞艇、飞机、直升 机、旋翼机扑翼机等
航空器（轻于空气）
航空器（轻于空气）
航空器
航空器
航空器
航空器
航空器
航空器
航天器
• 航天器是进行航天活动的主体器具 • 航天是指载人或不载人的航天器在地球大
中国航空学会 第三届“创新杯”飞行器设计大赛系列讲座
飞行器创新设计
北京航空航天大学 黄俊
内容
➢1、飞行器基本概念 ➢2、设计要求与飞行器设计 ➢3、飞行器设计过程 ➢4、飞行器设计的特点 ➢5、数字化设计技术 ➢6、飞行器的未来发展 ➢7、飞行基本原理 ➢8、飞行器创新设计
1、飞行器基本概念
• 在地球大气层内、外飞行的器械均称为飞 行器
2、设计要求与飞行器设计
• 民用飞机的设计要求一般由飞机制造公司 根据市场调查和对未来空中交通运输的发 展预测自行制订
• 个别情况下由用户提出要求
• 制订民机设计要求要综合考虑以下方面： 世界经济的发展预测、空中运输量、竞争 对手的情况、市场需求量分析与预测等
• 民机设计要求包括：航程、商载、飞行性 能、其它要求（安全、舒适性能）
• 大力发展军事和商业航天，夺取和保持太 空优势地位，是本世纪超级大国和地区性 强国所追求的重要目标
• 航天器的未来发展包括：低成本的运载工 具、小型人造地球卫星、载人航天、空间 天文探测等方面
航天器未来发展
航天器未来发展
7、飞行基本原理
• 飞行器要升空飞行，首先必须具有一 个用来平衡其自身重量的升力
• 航空器的未来发展包括：先进战斗机、无 人侦察与无人作战飞机、大型客机和超音 速运输机、微型航空器、新概念特种航空 器等
• 这些发展方向可以给同学们的创新设计提 供一些参考
航空器未来发展
航空器未来发展
航空器未来发展
航空器未来发展
航天器的未来发展
• 在新的世纪中，太空将进一步成为国家安 全和国家利益的的重点考虑对象
• 设计要求是设计飞行器的依据
• 例如：军用飞机设计要求也叫战术技术指 标，一般由飞机的使用单位(用户)提出
• 制定军用飞机设计要求要从以下方面考虑： 未来政治环境和冲突规模的估计，寿命周 期费用和承受能力估计，未来敌机发展估 计和新技术的风险分析
• 战斗机设计要求包括：性能、推进系统、 重量、综合航电、武器、其他（rmsa）