L
=
1 2
ρV02 SCL
D
=
1 2
ρV02 SCD
Mza
=
1 2
ρV02Sb ACm
L=W
F=D
∑ Mz0 = 0
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第一章 大型客机的基本概念
对于B737-800，S=124.6m2，巡航高度10000m，巡航Ma=0.785，巡航 升阻比17.9，最大起飞重量Wto=79010kg，燃油重量Wf=20296kg
一般为了经济，飞机航程越远，起飞重量越大，设计越先进。
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第一章 大型客机的基本概念
按照发动机类型分为：活塞式飞机和喷气式飞机； 宽体客机与窄体客机 按照机身直径大小和客舱内走廊通道数，分为：宽体客机和窄体客机
。 把机身直径大于3.75m，且客舱内有两条通道的客机为宽体客机；而 把机身直径小于3.75m，且客舱内只有一条通道的客机为窄体客机。 干线客机与支线客机： 干线客机----使用与国际航线和国内主要大城市之间主干航线上的客 机； 支线客机----用于大城市和中小城市之间在一定区域内飞行的客机。 一般把100座以下，航程在3000km以内的飞机称为支线客机； 而把100座以上的飞机算做干线客机。
普通翼型 超临界翼型
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第二章 大型客机总体布局
与平直翼相比，后掠翼虽然提高了阻力发散马赫数，可以 在阻力增加的不大情况下，提高飞机的速度，但升力有所 减小，阻力有所增大，升阻比减小了，因此在低速飞行时 尽量不采用后掠翼。 为了进一步提高亚声速运输机阻力发散Ma数，美国 NASA兰利研究中心主任Whitcomb于1967年超临界翼型 的概念。 与普通翼形相比，这种翼形前缘较厚、较钝，上翼面较 平坦，下翼面接近后缘向上凹进。这样使气流绕过前缘时 速度增大不多，提高了阻力发散马赫数，可以减小飞机后 掠角，减轻飞机重量。
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第二章 大型客机总体布局 2.2 机翼的形状与超临界机翼
机翼的外形五花八门、多种多样，有平直的，有三角的， 有后掠的，也有前掠的等等。然而，不论采用什么样的形状， 设计者都必须使飞机具有良好的气动外形，并且使结构重量 尽可能的轻。所谓良好的气动外形，是指升力大、阻力小、 稳定操纵性好。
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第二章 大型客机总体布局
2.2 机翼的形状与超临界机翼
为了提高经济效益现代大型客机的巡航速度一般为800970km/h，飞行Ma=0.75-0.90之间，称为高亚声速飞行。 在这个飞行速度范围内，飞机达到速度和效益的统一，即 速度不低且能耗少。对于更快的超声速飞机，由于出现激 波引起声爆，且能燃料消耗远大于高亚声速飞机，其经济 性不好。 在高亚声速飞机中，常会在局部区域达到或超过声速，这 时会出现激波。在机翼上部气流速度大，可能出现激波。 飞机出现激波将产生较大的激波阻力。在飞机设计中把阻 力随Ma数突然增大情况，称为阻力发散马赫数。一般阻 力发散马赫数随机翼后掠角的增大而增大，随机翼厚度的 增大而减小。
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第一章 大型客机的基本概念
1.3 新型客机设计要求
1、飞机主要技术指标要比目前运营的同类机型有所提高，在 10-20年后民用航空市场上具有竞争力，满足国际、国内大 、中客流量航空客运市场需求；
2、飞机设计应确保安全性、提高经济性、注重环保性、改善舒 适性；
3、飞机应满足申请之日有效的美国联邦航空局（FAA）/欧洲航 空安全局（EASA）/中国民航局（CCAR）的相关适航要求；
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第二章 大型客机总体布局
另外后掠的机翼，由于增大了展向流动速 度，导致翼尖容易失速，因此在设计时需 要采用扭转的机翼。
在高亚声速客机机翼设计中，多数采用后 掠、扭转、变厚度的超临界机翼。
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第二章 大型客机总体布局
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第一章 大型客机的基本概念
环保性----主要指客机的噪声和排气污染（co2） 。不少国家都制定了噪声适航标准，通过对发动机 和飞机气动性能的改进，多数客机达到要求。对于 排气污染，尚未制定标准，制造厂通过各种措施减 少排放量,减少对大气的破坏。
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ARJ21-700，机身直径3.143m，航程2225km，巡航速度 842.4km/h(Ma=0.78),一级座舱90座，起飞重量40.589吨。
窄体短程支线喷气客机
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第一章 大型客机的基本概念
1.2 旅客机基本要求
客机的五大特性：安全性、快捷性、经济性、舒适性、环保 性。
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第二章 大型客机总体布局 按机翼和机身连接的相互位置分为：
按机翼弦平面有无上反角分为：
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第二章 大型客机总体布局
按立尾的数量分为：
低平尾
高平尾
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第二章 大型客机总体布局
按机翼与平尾的相对纵向位置分为：
4、飞机设计采用的新技术应对飞机的综合竞争力带来益处。
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第一章 大型客机的基本概念
1.4 飞行原理
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第一章 大型客机的基本概念
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第一章 大型客机的基本概念
S—机翼面积 W---飞机重量 V0---平飞速度
F-22猛禽—当今世界最先进的第四代战斗机 中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式
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第二章 大型客机总体布局
B-52远程战略轰炸机（同温层堡垒，Ma=0.83） 大展弦比、后掠上单翼、低平尾、单垂尾、翼
下吊装8台喷气发动机、正常式布局
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大型窄体干线中短程喷气客机
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第一章 大型客机的基本km，巡航速度 842.4km/h(Ma=0.78),二级座舱150座，起飞重量77.0吨。
大型窄体干线中短程喷气客机
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第一章 大型客机的基本概念
CD
=
CL k
=
0.489 17.9
= 0.02731
F = D = CDqS = 0.02731×1421110.3 = 38810.5N
F = CD =
38810.5
= 0.05586
W CL 774298 − 0.4×198900.8
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第二章 大型客机总体布局
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第二章 大型客机总体布局
速度越高的后掠角越大，一般客机的后掠角在250—450之间。
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第二章 大型客机总体布局
超临界翼型的概念是美国NASA兰利研 究中心的Whitcomb于1967年主要为了提高 亚声速运输机阻力发散Ma数而提出来的。
2.1 大型飞机气动布局 不同类型的飞机、不同的速度、不同的飞行 任务，飞机的气动布局是不同的。 何为飞机的气动布局？
广义而言：指飞机主要部件的尺寸、形状、 数量、及其相互位置。
飞机的主要部件有：推进系统、机翼、机身、 尾翼（平尾、立尾）、起落架等。
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第二章 大型客机总体布局
安全性----是客机的首要要求。随着科学技术水平的提高， 客机的安全性在不断提高。其中提高最大是通信导航、电子 设备、动力系统的革命性改进，使飞机对天气的依赖性得到 极大改善，飞机的操纵和数据处理已进入自动化阶段，由发 动机和机体故障引发的事故越来越小，目前事故多发生于起 降和天气突变中人的误操作上。改进的办法主要集中在人机 界面和驾驶舱的设计与改进上，自动化使驾驶员的工作负荷 降低。
现代飞机的事故率不到汽车的1/20，不到火车的1/10，一般
位于10-8
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第一章 大型客机的基本概念
快捷性----现代大型喷气客机的巡航速度稳定在800— 1000km/h范围内，进一步提高速度将受到声速的限制。（发 动机的高效率决定） 经济性---是客机能否受到航空公司关注的最重要指标。现代 大型客机的经济性不单指飞机的制造成本和耗油率，而且要 考虑整个使用寿命期间的全部成本（包括维护成本等）。采 用大推力发动机、计算机设计、大量使用复合材料、电传操 纵、电子管理等明显提高飞机的飞行性能和经济性。 舒适性---是客机能否得到乘客欢迎的重要的指标。目前飞机 在舒适性方面更注重于人性化。包括座位的空间、座位的舒 适性、饮食、娱乐和乘客的服务等方面。
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第一章 大型客机的基本概念
A380，机身直径6.58m，航程15100km，巡航速度 902km/h(Ma=0.85),三级座舱525座，起飞重量560吨。
大型宽体干线远程喷气客机
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第一章 大型客机的基本概念
B737-800，机身直径3.53m，航程5665km，巡航速度 848km/h(Ma=0.785),二级座舱162座，起飞重量70.5吨。