飞机重量和重心计算教学课件PPT.ppt

飞机重量和重心计算 飞机总体设计框架 内容提要 重量的分组 飞机的过载 飞机结构重量估算 飞机重心的几个概念 各部件的重心位置估算 全机重量计算和重心定位 飞机重心位置的调整 飞机重量重心计算报告 重量的分组 飞机的过载 结构重量与飞机过载有关 几种飞机的使用过载： 战斗机： ny = 8 ~ 9 教练机和攻击机： ny = 5 ~ 6 轰炸机： ny = 3 ~ 4 运输机和货机： ny = 1.5 ~ 2.5 最大过载： nmax = 1.5 ny 机翼结构重量（运输机） 机翼结构重量（续） 如机翼上有扰流板和减速板，增加2%； 当机翼安装2台或4台发动机时，分别减少5%或10%； 如果起落架不安装在机翼，减少5%； 采用富勒襟翼，增加2%。 讨论： bs? ? W机翼? 可通过增加翼载来减缓由于bs? 带来的不利因素，故大型飞机通常有较高的翼载 尾翼结构重量 平尾结构重量： 尾翼结构重量（续） nMAX — 最大过载系数; ?1/4 — ?弦线后掠角（度）； ?垂 — 垂尾展弦比； ?垂 — 垂尾梯形比； Sr — 方向舵面积（ft) ； MH — 海平面最大马赫数； Wto — 起飞重量（磅）； W平、 W垂的单位为磅 Zh — 定义见图： 机身结构重量 Kwf = 0.23 VD — 设计俯冲速度（km/h） lt — 机翼根弦1/4处至平尾根弦1/4处之间的距离 bf — 机身最大宽度（m）； SG — 机身壳体面积（m)； 对于增压客舱，增加8%； 后机身安装发动机，增加4%； 主起落架在机身上，增加7%； 若无主起落架支撑结构，也无机轮舱减少4%； 对于货机，增加10%。 起落装置重量 起落装置重量包括： 主结构（支柱和撑杆） 机轮、 刹车装置、 轮胎、 导管和冷气装置； 收放机构、阻尼器、操纵器件、机轮小车等。 控制面操纵系统的重量 设有双重操纵机构的轻型飞机：KSC=0.23 用于手操纵的运输机和教练机： KSC=0.44 运输机，动力操纵系统，仅有后缘襟翼： KSC=0.64 有前缘襟翼时，增加20%。 推进系统重量 推进系统重量包括： 发动机 安装发动机的结构 短舱 操纵发动机的附件（起动和控制系统等） 反推力装置 燃油系统 固定设备重量 包括： 辅助动力装置（APU） 仪表、 导航、 电子设备 液压、 冷气、 电气 装饰和设备 空调和防冰 其它…… 飞机重心的几个概念 飞机重心的前、后限 - 中立重心位置 纵向静稳定度为零时的重心位置 - 重心后限位置 * 最低纵向静稳定度由设计规范或适航性条例规定： 运输机: 5-10%; 战斗机: 5% 或为放宽静稳定 * 应保证每增加单位过载杆力增量的最小值不应过小 - 重心前限位置 飞机操纵所允许的飞机重心最前的位置 * 着陆时全动水平尾翼应有四分之一的备用偏度 * 起飞滑跑时：抬前轮的速度不应超过0.85倍的离地速度 * 要求每增加单位过载的杆力增量的最大值不应超过4kg 各部件的重心位置估算 机翼 直机翼 后掠角和三角翼 各部件的重心位置估算（续） 平尾 垂尾 各部件的重心位置估算（续） 机身 螺浆单发 拉力式:　　０.32 ~ 0.35 L身 推进式: ０.45 ~ 0.48 L身 螺浆双发： 拉力式:　　０.38 ~ 0.40 L身 推进式: ０.45 ~ 0.48 L身 喷气运输机： 发动机安装在机翼上：　０.42 ~ 0.45 L身 发动机安装在机身后部：０.47 ~ 0.50 L身 战斗机： 发动机安装在机身内：　0.45 L身 各部件的重心位置估算 起落装置 与全机重心重合 动力装置 由发动机重心位置来确定 固定设备 与全机重心重合 燃油 根据油箱布置的位置 计算油箱的体积和重量，燃油密度?＝0.8g/cm3 有效载荷（乘客和行李、 货物或武器弹药） 由载荷的布置来确定 全机重量计算和重心定位 飞机重心位置的调整 调整装载： 飞机重心位置的调整（续） 调整机翼参数： 飞机重量重心计算报告 计算各重量组的重量 计算全机重量 计算各部件重心 全机重量重心细目表 航空宇航学院 * 设计 要求 布局型式选择 主要参数计算 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 总体布局 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求？ 最优？