對某輕型飛機的改進設計探討范文

本站小編為你精心準備了對某輕型飛機的改進設計探討參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《民用飛機設計與研究》2017年第4期

摘要：我國低空領域逐步開放，通用航空的發展也呈現出愈發火熱的局面。提出了一款新型單人駕駛飛機設計工程估算方法，以航程航時、巡航速度、起降距離為目標，在初步選定動力裝置的情況下，對新機的質量和翼載進行了設計。為了驗證該工程方法的適用性，收集整理了大量類似機型的已知設計結果進行校核計算。研究結果表明，這套工程方法適用于輕型飛機的設計，并獲得了該輕型飛行的總體性能數據和初步外形。

關鍵詞：輕型飛機；工程估算；燃油系數；翼載

隨著航空業的快速發展，國家相繼出臺了有關通用航空業的利好消息。《國務院關于促進民航業發展的若干意見》中提出了大力發展通用航空的主要任務[1]，而《通用航空發展專項資金管理暫行辦法》的出臺使得通用航空的發展更加明朗[2]。據業內人士預測，2020年前，我國通用飛機保有量將大幅上漲，年均增速在20%以上[3]。由此可見，低空領域表現出逐步開放發展趨勢，通用航空市場的發展前景誘人。本文對某款新型輕型飛機進行了優化設計，在選定動力裝置的情況下，運用工程方法對全機質量、翼載進行了設計，從而獲得了滿足設計目標的全機氣動外形。與原型飛機相比，新機可獲得更快巡航速度和最大飛行速度，航程增加30%，且起降距離短。

1性能對比及設計要求

1.1設計目標

參照某輕型飛機的參數，并考慮該飛機的停放、使用和制造成本等要求，明確優化后的新機設計指標。

1.2設計參考

本次設計廣泛選取類似機型和相關參數用于校核和驗證后續工作的可信度，參照機型均取自《世界飛機手冊》[4]通用飛機章節的內容。

2全機質量確定

2.1質量估算方法

2.2空重比系數的確定

按照統計規律，空機質量系數大約在0.3～0.7，并隨著飛機總質量的增加而遞減。

2.3燃油系數估算

參考《民用飛機總體設計》[5]給出的估算方法，并依據Hirth3003v發動機在海平面高度下的油耗數據。

2.4螺旋槳飛機推力油耗C推導單位耗油率（“SFC”或簡寫為“C”）是燃油消耗率除以由此產生的推力。

3翼載設計

3.1失速速度

約束下的翼載飛機的失速速度直接由翼載和最大升力系數決定，是影響飛機安全的主要因素。參照不同機型的典型構型最大升力系數，按照相關要求規定了新機的許用失速速度，并獲得了該構型下的最大可用翼載。

3.2起飛距離

約束下的翼載翼載和推重比對起飛距離均有影響，飛機的起飛滑跑距離LTOR隨起飛參數TOP23的變化而改變。

3.3著陸距離

約束下的翼載進場速度Vapp規定為失速速度VSL的1.3倍。失速速度為著陸構型狀態，著陸襟翼、起落架放下、無動力。著陸滑跑LLR與失速速度VSL平方的統計關系擬合式為：LTR=0.08082SLV，LL＝1.938LLR，LL＝0.15652SLV.參數LL/LLR與統計值1.938量級相當，且估算后的著陸構型失速速度與著陸構型最大升力系數與實際飛行經驗值近似，因此，認為該參數可用于新機在著陸距離約束下翼載的估算。

3.4機翼面積的確定

選取計算獲得的最低翼載，以滿足機翼在所有的飛行條件下的需求。經對比，取失速翼載為60kg/m2，由此估算機翼面積為7.5m2。

4外形的初步確定

由前期獲得的機翼面積、翼展、機長等參數，對外形進行初步規劃。機翼平面幾何形狀、機翼翼型的選取充分考慮低速飛機的氣動要求，并對翼尖加裝剪切翼尖，形成該型飛機的初步外形。

5結論

本文運用工程估算的方法，對某型飛機和收集的其他類似機型的資料進行了分析和估算對比，計算結果與經驗值吻合，驗證了該估算方法對輕型飛機的適用性。通過對新機質量、翼載的設計，獲得了滿足設計目標的機翼面積，并對全機外形進行了初步設計。與原型飛機相比，新型飛機的巡航速度由193km/h增加至220km/h，最大速度由241km/h增加至350km/h，且機翼面積由9.3m2減小為7.5m2，航程增加20%，優勢明顯。

參考文獻：

［1］佟剛，張利國.通用航空產業發展途徑探討［J］.沈陽航空航天大學學報，2011，28（6）：34-35.

［2］陳團生.我國通用航空的發展對策分析［J］.航空航天，2007（3）：23-26.

［3］李綱領.賣水勝過淘金——中國通用航空行業研究報告［R］.行業研究報告，2010：11-22.

［4］《世界飛機手冊》編寫組.世界飛機手冊［M］.北京：航空工業出版社，2011：757-900.

［5］《民用飛機總體設計》總編委員會.民用飛機總體設計［M］.北京：航空工業出版社，2011：190-250.

作者：胡冶；國洪梅；趙楠 單位：中航飛機研發中心總體所