2014-飞机总体设计－11第十一讲 -经济性与环保性.pptVIP

第十一讲 经济性与环保性分析 验证方法 针对不同的部件，相应的维修性验证方法如下表所示： 第十一讲 经济性与环保性分析 （3）系统效能 关于上述知识更深入的了解大家可参考以下文献： 《飞机设计手册 22 技术经济性设计》 《飞机设计手册 20 可靠性、维修性设计》 《现代飞机设计》（D. P. Raymer） 《基于环保和经济性的民机概念设计》（论文） 《民用飞机使用经济性分析》 （论文） 第十一讲 经济性与环保性分析 * 谢 谢！ * 事实上，经济性的问题并非一开始就受到了航空工业部门的重视，它是随着飞机的发展而逐渐产生的，尤其是现代飞机高度综合化的用户满意度和作战性能要求的出现，下面，我们就结合飞机的发展向大家做一下简要介绍 两者的推重比基本相同0.54:0.53，最大速度均为1100公里／时，在高空时米格-15具有加速和爬升率方面的优势，F-86具有更好的低空机动性能。 F-86实际升限12000米，米格-15为15000米。 两种战机仅在武器装备方面有明显不同：米格-15装配一门37毫米机炮、2门23毫米机炮，火力较强；F-86最初只装配6挺12.7毫米机枪，战争后期才改装4门20毫米机炮。 * * 第二代战斗机的代表型有美国的F-4、F-104、F-111，苏联的米格-21、米格-23和法国的幻影-III、幻影F-1等。 F104机身长、机翼短小，升力自然受限制，遇到发动机熄火故障，不能像大飞机飘滑降落，而会像一块废铁一样从空中掉下来。 美国的二代机，真正厉害的是F-4“鬼怪”。这种战斗机的出现，彻底终结了苏俄战机与美国战机紧跟相随的局面，确定了美制战机在技术上的超前和战术性能上的优势。从F-4之后，苏俄往往要晚十年左右的时间才能打造出能够与老美勉强相当的作战飞机。 * 最重要的是，在进行第三代战斗机设计时，美国就已经在设计过程中考虑其经济可承受性，F-16就是一个很好的例子。 在总体性能相当的情况下，F-15的单机价格按1991财年计算为4287.5万美元，Su-27的单机价格5500万美元，F-16则仅为1900万美元。 并且，美国自此之后一直在武器研发方面遵循可承受性设计。例如，在2003年9月启动了为期15年的多用途、经济可承受的先进涡轮发动机计划，可使目前的发动机性能和经济可承受性改善10倍。 * 第四代战斗机更是个烧钱的装备，以F-35为例，2002年的单机采购价格是5000万美元左右，2010年便已翻番，达到1.38亿美元左右。 提问，为什么？ 这不仅与军方的采购数量锐减（由2400架降至目前的780架）有关，还与减重设计、研制计划拖期、人力和管理费增加、通用性降低、原材料价格上涨、重要分承包费用增加等因素有关。（研制周期的增长不仅带来费用的增加，还带来了要求的提高） 另外，我们再看看民机方面的情况吧： 国产大飞机C919于2007年3月立项后，原本定于2014年首飞的任务因研发进度已经延迟。就目前情况而言，大飞机的总装和首飞推迟到2015年，交付时间最早在2017年。 但是我们不要忘了另外一个问题，大飞机的国产化问题：C919的机体，包括机身、机翼、尾翼已经完全国产，飞机的动力装置、机载系统和设备目前用的是引进产品，然后逐步实现国产，最终全部国产化，“估计首飞时国产化率约50%，2025年后超过90%”。 国家已经专门成立中国商用发动机公司为大飞机服务，正在研制与C919飞机配套的CJ-1000A（长江-1000A）型发动机。一般情况下，发动机的研制周期比飞机长，预计该发动机最早2020年之后才能装到C919上。 因此，为了使如此高的投入可以获得有效回报，必须在飞机设计阶段就对飞机的经济性进行尽可能详细的分析 * 那么,考核飞机经济性的指标又是什么呢,这就是我们大家经常听说的全寿命周期成本,不同于飞机的单价,它主要包括以下4大部分: 一般，针对民机而言，其使用维护成本又称运营成本，可分为间接运营成本和直接运营成本。 结合右下角的民机费用构成比例图我们可以看出飞机的采购费用只占其中的一部分,还有相当一部分的费用发生在飞机的使用维护阶段. * 此外，针对飞机设计，我们还有必要了解各阶段对飞机整个寿命周期费用的影响，注意，这里指的是各阶段对整个费用的影响程度，而非它本身所需费用的大小。由图可知早期决策对LCC影响很大，在完成总体方案后虽然所花费用仅占LCC的3%左右，但它对LCC的影响已达65%左右，也就是说在总体方案确定之前，方案是不断变化的，LCC也随之变化，一旦总体方案通过评审确定下来，系统设计的框架也就随之确定了，这样飞机的整个寿命周期费用LCC也就大题确定了。因此，要使LCC最小，总体方案设计最为重要，有效。为此，美国自开发F-16战机开始就积极进行飞机的全寿命周期费用分析