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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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2.2 气动研究成果
主要任务为对超音速客机的气动设计理念和思想,及新的方法进行调研;进行翼型的选择;完成机翼、全机的升阻特性估算。
(1)、机翼翼型的选择
由于本机采用双三角机翼,内外采用两个翼型,在对比了一些性能相似的翼型后,内翼我们选用了NACA64-203翼型,外翼选用NACA65-204。
图2.4 机翼内、外侧翼型
由选择的翼型及飞机的飞行状态,进而得出巡航状态下和飞机起飞、着陆时的升阻特性,巡航升阻曲线如图2.5所示。
图2.5 飞机巡航升阻特性
飞机巡航机翼迎角?=4.5°
巡航升力系数CL,cru = 0.146 ; 巡航阻力系数CD,cru=0.0153 巡航升阻比(L/D)cruise=9.54
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飞机起飞最大升力系数CL,max,to=1.25 ;升阻比8.0 着陆最大升力系数CL,max,L=1.50 ; 升阻比7.1 (2)、垂尾和鸭翼翼型的选择
根据配平力矩需要,及鸭翼的平面形状,鸭翼选用NACA65-003翼型如图2.7所示;垂尾选用NACA0004翼型,如图2.6所示。
图2.6 垂尾翼型选择
图2.7 鸭翼翼型选择方案
由于本机采用前置鸭翼布局,没有平尾。设计中为了增加前翼的效率,前置鸭翼设计成全动鸭翼,且鸭翼仅用作配平和辅助操作。鸭翼升力特性如下:
起飞最大升力系数为0.62 着陆最大升力系数为0.63
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2.3 结构研究成果
本项目设计中结构设计主要完成了以下几方面的工作:有关超音速客机的材料选择、结构设计的调研;飞机机体表面气动热的分布估算;飞机机翼、机身的结构设计及材料的选择与布置,机翼、机身结构的受力分析;全机结构三维模型的建立。
(1)、本机的气动热采用工程估算方法,机体表面的气动热分布如下图2.8所示。
图2.8 机体表面气动热的分布
根据飞机机体表面的气动热分布,再对飞机各部分的受力情况进行简单分析。在此基础上,对飞机各部分进行材料的选择,及初步的粗略布置如下图2.9。
图2.9 机体材料初步粗略布置方案
(2)、在飞机的初步受力分析完成后,对飞机的机翼、机身的结构进行了布置,下图2.10和2.11展示了机身、机翼的结构布置形式,及传力形式。
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