9、运输类飞机机身集成设计解析

运输类飞机机身集成设计解析

1. 机身概述与设计目标

飞机机身是飞机最复杂的部件之一，它承担着容纳有效载荷、机组设备、起落架，有时还包括动力装置和燃料的重要任务。同时，机身将机翼、尾翼、安定面、起落架和动力装置等飞机的关键部件连接在一起。这种功能的复杂性使得在设计过程中，选择机身的参数、尺寸和形状，以及计算外部运行载荷都面临着诸多困难。

民用飞机的机身通常是薄壁框架结构，由机头、中部和尾部组成。本文的目标是利用CAD/CAM/CAE/PLM等计算机集成系统，开发一种民用飞机机身的集成设计和计算机建模方法。

2. 设计初始数据与前期工作

设计的初始数据来源于需求规格说明书，包括飞机的设计航程 (L_p)、有效载荷（商业）质量 (m_{pl}) 及其尺寸、速度 (V)（最大和巡航）、飞行高度 (H)、基地条件（机场等级、跑道起飞长度）、巡航飞行模式下的升阻比、机身结构的相对重量、机身寿命、机身总体尺寸和内容物（有效载荷、设备和起落架）的重量、使用的建筑材料以及一组效率标准。

根据这些初始数据，需要完成以下工作：
- 选择飞机的方案。
- 确定飞机的最小起飞重量。
- 优化飞机的基本参数。
- 绘制飞机的总体视图、空气动力学、质量和承载结构的图纸。
- 计算飞机的配平。

3. 机身外部形状的确定

机身的外部形状由侧视图轮廓、机头和尾部的俯视图以及横截面形状决定。机身形状主要基于空气动力学要求以及其生命周期内的主要参数和载荷特性。这种计算可以方便地以确定飞机起飞质量的迭代过程形式呈现。

为避免飞行速度增加时出现波阻危机，机身机头通常