飞机总体设计(37)_航空信息_民用航空_通用航空

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些运动机构空间位置的协调也可以准确地完成，在协调达到满意程度以后，即可将飞机的几
何外形图和数据打印输出。
第二步是对初步协调的飞机外形，进一步修形和建立数学模型。描述飞机外形的数学方
法有许多种，要求也不尽相同。
大多数部件纵向截面气动外形的光滑性是通过保持这些截面外形的一阶导数连续来保证
的，特别重要的部件还必须保持其纵向截面二阶导数的连续。通常对横截面光滑的要求要低
一些，例如沿展向的机翼截面只要求具有一阶导数连续就行了，而从结构工艺性的角度来说，
则应尽量要求采用平直的简单外形。
所用的数学方法应该能够对飞机外形进行完全、唯一的描述，以便于采用数控机床加工。
常用的方法有：二次曲线法、圆弧法、指数方程法、样条函数和多项式解析法等，对于一些
重要的复杂部件应用较多的是三次参数样条曲线、贝塞尔函数和B 样条曲线等。
飞机外形布局进行到最后，要绘制出飞机理论外形的三面草图。不论是用计算机还是用
手工绘制，都应该能将整架飞机的几何外形、各部件及机体各主要组成部分的相对位置、所
选定的几何参数等完全表示清楚。在三面草图中，还应标明机翼的平均气动力翼弦、飞机质
量中心的前限和后限位置。此外，还应附表列出飞机各部件的几何参数和初步估算的飞机性
能数据。
绘制飞机三面草图的大致步骤：
1．绘制机身的外形
此时应特别注意飞行员座舱盖的安排是否合适，是否能满足视界的要求，在此前提下尽
量圆滑过渡，以减小其所产生的附加阻力。对于发动机装在机身内的情况，还要重点协调进
气道进口及发动机尾喷口在机身三面图上的位置及其截面的大小。
2．绘出机翼的外形
首先综合考虑所选定飞机的配平布局型式和尾翼或前翼的设计参数需要，初步选定机翼
在机身上的前后和上下位置，同时选定机翼的安装角安装α 。对于有几何扭转的机翼，首先绘
出机翼根弦与机身水平基准线之间的夹角，然后在三面图上画出机翼的外形。
在机翼上再按所选定的襟翼和副翼的几何外形参数画出襟、副翼，并标出它们的偏角和
位置。
在三面图上还要画出机翼的平均空气动力翼弦，供初步调整飞机质量中心位置之用。
3．根据所选定的尾力臂等几何参数画出水平尾翼、垂直尾翼和方向舵等的外形视图。
4. 画出起落架的前轮和主轮。
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上述步骤绘出的三面图是很粗糙的，还需进一步协调和修形，同时还必须与飞机的结构
布置及内部装载的布置相协调。如用手工绘制往往需要反复修改多次才能最后成形，如用计
算机绘制，程序中也必须具有协调和修改的功能，最后在修改好的图上，标注尺寸、列标题
栏及数据表，完成飞机三面草图的绘制工作。
图8.1 示出了国产歼-6 型飞机的三面草图。
§8.2 飞机内部装载的布置
飞机内部装载布置的项目很多，主要包括：动力装置（进气道、发动机、尾喷管等）和
燃油系统（油箱、导管及主要附件）的布置；主要载物舱、客舱和乘员舱、武器弹药的布置；
电气设备、雷达及主要天线的布置；起落架及其他结构性装载的布置；液压、冷气、操纵、
高空系统的布置等等。
飞机内部装载的布置，首先要考虑装载物所需要的工作条件、技术要求与使用维护要求；
第二点是要避免突破飞机的气动外形，并要留有足够的结构高度，便于合理地进行结构布置。
在可能的情况下，应按类别将装载物相对集中，使结构能综合利用，并使电缆、导管连接最
短，以便减轻重量；同时还要考虑满足飞机重心位置的要求。在方法上，先从安排主要的装
载入手，然后再逐步协调，直到把全部装载和各个系统安排妥当。
一、座舱布置
对座舱总的要求是，要保证飞行人员有良好的工作条件、舒适的乘坐环境，保证驾驶员
有良好的视界和安全可靠的弹射救生系统。
驾驶员的视界是很重要的，如视界不好则不能满足战斗飞行和起飞着陆要求。但是，如
果座舱凸出机身过高，又会影响机身前段的流线形状，增加气动阻力，这是与视界的要求相
矛盾的，在布置过程中需要进行协调。例如，英、法两国合作研制的“协和号”和苏联的Ty-44
超音速客机，为了同时满足这两方面的要求，不得不在起飞着陆时将机头向下折。对突出空
中格斗性能的歼击机而言，视界不仅是起飞着陆的需要，而且也是空中作战的需要。在近距
格斗中，飞机要做大机动的动作，飞行姿态瞬息万变，目视搜索攻击要求飞机具有广阔的视
界。随着火控系统的发展和近距格斗导弹的出现，攻击区由后半球扩大到交叉航向，对敌实
行对头攻击甚至全向攻击，这就进一步要求这种歼击机具有良好的全向视界。美国的F-16 战
斗机，为了扩大视界，采用气泡式舱盖，驾驶员双肩高露于座舱框缘之上，视界达到上半球
360°，侧下方45°，前下方15°。
苏联的设计规范《OTT》规定，歼击机平飞时，机头前下方视界与天地线间的夹角应不小
于15°，美国的军用机设计规范《MIL-STD-805B》也有同样的前下方视界不小于15°的规定。
但从实际的统计资料来看，有些飞机还达不到这种要求，如表8.1 所示。
在飞机的总体布置阶段，要具体地确定座舱在机身上的位置以及座舱的几何形状和尺寸。
通常在选择机身外形参数时，对座舱的位置和座舱罩的外形即做初步的考虑，并在飞机外形
布局过程中经过修正和光顺后在三面草图中示出，此时，座舱的前后和高低位置均已初步选
定。在具体布置座舱时应以此为基础，对座舱内部空间进行全面的安排，最后定出座舱的几
何尺寸和形状。有时也可能需要对座舱盖的外形和飞机的三面图进行修改。
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