飞行器创新设计讲述.ppt

飞行器创新设计 北京航空航天大学 黄 俊 中国航空学会 第三届“创新杯”飞行器设计大赛系列讲座 1、飞行器基本概念 2、设计要求与飞行器设计 3、飞行器设计过程 4、飞行器设计的特点 5、数字化设计技术 6、飞行器的未来发展 7、飞行基本原理 8、飞行器创新设计 内容 在地球大气层内、外飞行的器械均称为飞行器 飞行器包括航空器和航天器 通常把火箭和导弹归属于航天器的范畴 火箭是靠火箭发动机提供推进力的飞行器。导弹是一种飞行武器，它依靠制导系统来控制其飞行轨迹，目标是把高爆弹头或核弹头送到打击目标附近引爆，并摧毁目标 1、飞行器基本概念 航空器是进行航空活动的主体器具 航空是指载人或不载人的飞行器在地球大气层中的航行活动 航空必须具备空气介质和克服航空器自身重量的升力 航空器分轻于空气和重于空气两类，重于空气的航空器要有产生相对于空气运动所需的推力 典型航空器包括气球、飞艇、飞机、直升机、旋翼机扑翼机等 航空器 航空器（轻于空气） 航空器（轻于空气） 航空器 航空器 航空器 航空器 航空器 航空器 航天器是进行航天活动的主体器具 航天是指载人或不载人的航天器在地球大气层之外的航行活动，又称空间飞行或宇宙航行 航天的实现必须使航天器克服或摆脱地球的引力，第一、第二和第三宇宙速度是航天所需的三个特征速度 火箭推进技术是航天技术的核心 航天器分无人和载人两类：包括人造地球卫星、空间探测器、载人飞船、空间站和航天飞机等 航天器 航天器 人造地球卫星 航天器 月球探测器 航天器 火星探测器 航天器 火星探测器 卫星式载人飞船 航天器 火星探测器 卫星式载人飞船 登月式载人飞船 航天器 火星探测器 卫星式载人飞船 登月式载人飞船 空间站 航天器 火星探测器 卫星式载人飞船 登月式载人飞船 空间站 航天飞机 航天器 火星探测器 卫星式载人飞船 登月式载人飞船 空间站 未来空天飞机 设计要求是设计飞行器的依据 例如：军用飞机设计要求也叫战术技术指标，一般由飞机的使用单位(用户)提出 制定军用飞机设计要求要从以下方面考虑：未来政治环境和冲突规模的估计，寿命周期费用和承受能力估计，未来敌机发展估计和新技术的风险分析 战斗机设计要求包括：性能、推进系统、重量、综合航电、武器、其他（rmsa） 2、设计要求与飞行器设计 民用飞机的设计要求一般由飞机制造公司根据市场调查和对未来空中交通运输的发展预测自行制订 个别情况下由用户提出要求 制订民机设计要求要综合考虑以下方面：世界经济的发展预测、空中运输量、竞争对手的情况、市场需求量分析与预测等 民机设计要求包括：航程、商载、飞行性能、其它要求（安全、舒适性能） 2、设计要求与飞行器设计 根据设计要求，军用飞机的设计要满足设计规范，民用飞机设计必须满足适航性条例的要求 2、设计要求与飞行器设计 飞行器设计：综合利用现代科学技术成果，以系统工程的方法，用工程语言(图纸、技术文件、电子文档)的形式指导飞行器的制造、试验和使用 飞行器设计是飞行器研制过程的重要组成部分和第一个环节，也是研究飞行器设计理论、方法和设计过程的一门综合性技术学科 学科：航空宇航科学与技术，飞行器设计，飞行器设计与工程 2、设计要求与飞行器设计 3、飞行器设计过程 3、飞行器设计过程 3、飞行器设计过程 3、飞行器设计过程 作为一种涉及到多个学科的复杂工程系统，现代飞行器设计一般具有以下特点 科学性 创造性 非唯一性 反复迭代，多轮逼近 综合与协调 4、飞行器设计的特点 科学性 创造性 非唯一性 反复迭代，多轮逼近 综合与协调 综合与协调 飞行器产品具有外形气动要求严格、设计更改频繁、产品构型众多、零件材料和形状各异、内部结构复杂、空间十分紧凑、各类系统布置密集以及零组件数量巨大 飞行器制造技术难度大、研制流程长、工程艰巨、协作面广、管理困难，是需投入巨额资金的综合性高技术产业 数字化技术从根本上改变了飞机研制方法，已成为企业核心竞争力 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 5、数字化设计技术 要进行面向未来的飞行器创新设计，应该对飞行器未来可能的发展方向有一定的了解，才能做到有的放矢 航空器的未来发展包括：先进战斗机、无人侦察与无人作战飞机、大型客机和超音速运输机、微型航空器、新概念特种航空器等 这些发展方向可以给同学们的创新设计提供一些参考 6、飞行器的未来发展 航空器未来发展 航空器未来发展 航空器未来发展 航空器未来发展 在新的世纪中，太空将进一步成为国家安全和国家利益的的重点考虑对象 大力发展军事和商业