飞机总体课程设计110座支线飞机.doc

飞机总体设计报告
（110座级支线客机概念设计）

学院：航空宇航学院

设计要求：
1.有效载荷
–全经济舱布置110人（每人重75kg）
–每人行李总重：20kg
2.飞行性能指标
–巡航速度：M0.78
–飞行高度：35000英尺－39000英尺
–航程：2300（km），45分钟待机，5％燃油备份
–备用油规则：5%任务飞行用油+1,500英尺待机30分钟用油+200海里备降用油。
–起飞场长：小于1700（m）
–着陆场长：小于1550（m）
–进场速度：小于220（km/h）

二、飞机构型的确定
1.设计要求相近的飞机资料

飞机型号有效载荷（t）起飞重量(kg)巡航速度(km/h)航程(km)CRJ-90010.236.58602778ARJ2111.243.69233700BAe14624.82554SSJ-100458784590
飞机布局形式
参考机型：庞巴迪航宇集团CRJ-900
中国商用飞机有限公司ARJ21
英国航宇公司BAe146
加加林航空制造集团SSJ-100
1）尾翼（正常式“T”型单垂尾）
避免发动机尾喷流达到平尾上。
避免机翼下洗气流的影响
“失速”警告（安全因素）
外形美观（市场因素）
机翼（采用下单翼）
便于安装起落架，且不挡住发动机进气。
可以布置中央翼，减轻机翼结构重量。
发动机（尾吊双发涡轮风扇发动机）
飞机的驾驶比较容易，噪音小，符合易操纵性和舒适性的要求。
起落架前三点型式，主起落架安装在机翼上
飞机草图

机身外形的主要参数
1.通道：单通道
经济舱：5*22=110
另外布置厨房、厕所及安全门
机身横截面及当量直径
1）经济舱座椅宽度19-21in，取21in；其中中间位置加宽为22in；过道宽度为19in。
机舱宽度为：21*4+22+19+10=135（其中为了舒适及结构需要增加10in）
2）截面采用圆截面
座椅设置在最大直径处，因此当量直径为135in=3.44m

中间段长度确定
经济舱座位间距为31-34in，取34in。
中间段设计一个I型（24in）和一个III型（20in）应急出口，以及2个厕所每个宽36in
中间段长度为：34*22+24+20+36*2=864in=22m
尾段长度确定
喷气式旅客机的lfc/df在1.8-4之间，取2.
尾段长度为：2*3.44=6.88m
机身头段确定
喷气式旅客机长径比在6.8-11.5之间，取10，机身长度为10*3.44=34.4
机身头段确定：34.4-22-6.88=5.52m

主要参数的确定
1.主要参数的确定
1）飞行参数
航程2300（km）为1242海里
飞行高度35000-39000英尺；取35000英尺则a=576.4knots
飞行速度0.78Ma
重量的估算

假定C为0.6，L/D为17.6
则有：=1.1

则：=1-1/1.1=0.091

=0.001+0.001+0.002+0.016+0.187+0.003+0.05=0.258
现在假设3个起飞重量，分别为80000lbs,140000lbs,200000lbs
其中Wpayload=209.44*110=23038lbs
Wto80000140000200000Wfuel206403612051600Wpayload230832308323083Wempty3627780797125317

最大起飞重量121135lbs
使用空重70775.9lbs
燃油重量16609.1lbs
推重比及翼载荷
根据下面的约束条件，画出界限线图
1)起飞状态下的推重比约束
2)平衡场长度约束
3)第二爬升阶段状态下推重比约束
4)进场速度对翼载的约束
5)突风影响下翼载约束
起飞距离：1600米
平衡场长度：1600米
着陆距离：1500米
进场速度：70米/秒。
俯冲速度：200米/秒。
展弦比：9.4
平均相对厚度：0.12
后掠角：25°
巡航马赫数：0.78
涵道比：6

界限线图:

在可行域内，推重比靠下，翼载荷靠右，并留有足够的余量，取推重比为0.4,取翼载荷为4300N/m2
总推力：T=0.4*121135=48454lbs
机翼面积：S=121135*0.4536*9.8/4300=125.4平方米

动力装置的选择
1、根据飞行高度和速度确定发动机的类型，巡航马赫数0.78，巡航高度35000ft（10668m）
选发动机为涡轮风扇发动机。
2、涵道比和比推力的选择：
当飞行速度较大时，M数0.7～0.85，选用高涵道比涡轮风扇发动机。涵道比取为6。
3、发动机的选择

在35000ft高度，空气密度0.38，巡航马赫数MN=0.78，涵道比R=