超音速客机概念设计项目组工作报告 - 图文

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第二章 项目研究成果

经过团队四名成员三个月的不懈努力，我们已基本完成毕业设计任务—超音速客机的概念设计。具体完成的工作包括：超音速客机总体布局方案的确定，飞机总重量的计算及总体参数的选择，飞机部件详细参数的设计，翼型的选择，飞机气动性能的分析，结构的布置和选材，全机的气动特性校核、飞机飞行性能计算，经济性评估分析等。

在毕业设计的创作过程中，我们掌握了解以下软件的使用，模型建立三维软件CATIA,气动分析用的Fluent、Gridgent、CFD、VisualFoil，翼型选择软件Profili、Designfoil,结构设计分析软件Ansys。

2.1 总体研究成果

在设计过程中，总体方面主要完成了飞机布局形式的方案选择，起飞总重量的计算及重量的分配，推重比和翼载的选择，机翼、机身和乘客舱的设计，垂尾、鸭翼的设计，起落架形式及几何参数的设计，飞机气动特性的分析，飞机飞行性能的计算，客机运转经济性的初步分析。 一、 超音速客机总体布局方案的确定

在对以协和为代表的第一代超音速客机进行了系统的调研、分析后，得出本设计方案，如图2.1。本机采用S形前缘的双三角下单翼，前鸭翼无尾式布局。

图2.1 超音速客机概念图

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二、飞机技术几何参数

表2.1 超音速客机重量特征

类 别 重 量 占总重量 飞机总重量 275250kg 100% 有效载荷 25000kg 9.1% 空机重量 106250kg 38.6% 燃油重量 144000kg 52.3% 表2.2 机身、客舱几何参数

机身长 74.646 客舱长度 50.55 机翼参数：

机身最大高度 3.96m 客舱最大高度 2.12 机身最大宽度 3.80m 客舱最大宽度 3.54 长细比 19.24 座位数 200 机翼面积----540.732㎡ 安装角----3° 展弦比------2.0 上反角----1.5°

图2.2 机翼几何形状平面图

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垂尾参数：

垂尾面积----72.4㎡ 根梢比----4.7

鸭翼参数：

鸭翼面积----8.64㎡ 展弦比----4.74 前缘后掠角—28° 根梢比----4.4

飞机重心和焦点的确定如下图2.3，其满足飞机经稳定性要求。

图2.3 飞机重心与焦点位置

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三、超音速客机飞行性能和经济性初步分析

超音速客机的飞行性能是飞机设计优劣的表现，好的设计将拥有优良的飞行性能，可以飞得更远，飞得更快；而经济性影响客机的运转费用，市场可行性等。

表2.3 超音速客机飞行性能分析

最远航程 11260km 航 时 5.4h 巡航速度 Ma2.0 巡航高度 16000m 由表2.3知，本飞机设计结果完全满足设计指标要求，且初步估算在载客200人的情况下，最大航程可达11260公里，完全符合现代超音速客机的生存市场环境。

表2.4 超音速客机经济性初步分析与其它客机比较

评价参数 直接运转费用 (元/人.公里) 运输效益指数 本 机 0.40 1.48 协 和 0.88 1.22 MD-11 0.21 1.0 Boeing-777 0.23 1.16 从表2.4中可以看出，从直接运转费用中看，本机经济性优于第一代超音速客机；从运输效益评价，本机是参考机型中最优的，说明本机设计中不仅仅考虑了超音速巡航，还注意了较高的载客量是保证经济性的前提。

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