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民机客舱设计及其对重量和气动特性的影响

作　者: 史士臣
导　师: 余雄庆
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 飞机总体设计 客机 客舱设计 参数化设计 CATIA二次开发 机身 重量 气动
分类号: V223.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


客舱设计是民用飞机设计中的重要组成部分。在民机客舱设计过程中,往往需要比较不同的客舱设计方案,需绘制多个客舱布置方案;另外在客舱方案修改中也存在大量的重复工作和劳动;而且在客舱设计时,还需要在保证安全性的前提下,充分考虑客舱的舒适性和经济性。针对这些需求,本文主要完成了以下研究工作:(1)对窄体客机客舱设计方法进行了研究。按照相关适航管理规定的要求,分别研究了窄体客机客舱设计的设计要求和设计过程。并以一个典型的150座级的客机客舱设计为例,详细分析了客舱设计的各部分内容。(2)研究了一种窄体客机客舱的参数化设计方法。在飞机初步设计阶段,根据一些客舱段主要控制参数,快速生成客舱内部布局设计方案和客舱段机身剖面形状的模型,免去了设计师在多种布局方案下重复的手工操作,为客舱设计提供了一个工具。并以一个典型的150座级的客机客舱设计为例,详细介绍了客舱设计参数化方法。(3)应用CATIA软件的产品工程优化功能,实现了客舱段机身剖面参数优化。帮助设计师在确定了客舱和货舱的主要控制参数后,可以快速生成最优的客舱段机身剖面形状。(4)在建立了民用飞机最大起飞重量估算模型基础上,分析了各种方案的客舱设计参数对飞机最大起飞重量的影响,讨论了客舱舒适性和飞机重量之间的关系。(5)建立了民用飞机气动分析模型,对比了几种客舱设计方案对飞机整机升阻比和零升阻力的影响,给出了气动特性和客舱舒适度之间的关系。上述设计案例和应用分析表明,本文提出的客舱参数化设计方法和客舱段机身剖面参数优化方法能够帮助设计师快速确定客舱设计方案,并通过相应的重量和气动特性分析,优选出舒适性和经济性较好的方案。为客机客舱设计工作提供了较为便捷和快速的方法和工具。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-24
  1.1 客舱设计的内容  13-16
    1.1.1 客舱布局设计  13-14
    1.1.2 客舱外形设计  14-16
  1.2 客舱设计的重要性  16-17
  1.3 现今客舱设计的主要方法及现状  17-21
  1.4 客舱设计对重量和气动特性的影响  21-22
  1.5 本文的目的与内容  22-24
第二章窄体客机客舱设计研究  24-45
  2.1 设计要求  24-27
    2.1.1 适航要求  24-26
    2.1.2 其他设计要求  26-27
  2.2 窄体客机客舱设计  27-44
    2.2.1 客舱布局设计方案的确定  27-30
    2.2.2 客舱布局设计方案的优化选择  30-37
    2.2.3 机身剖面设计  37-43
    2.2.4 方案符合性论证  43-44
  2.3 小结  44-45
第三章客舱设计参数化和三维显示  45-58
  3.1 CATIA 二次开发技术  45-47
  3.2 客舱的主要控制参数  47-48
  3.3 参数化客舱布局设计工具  48-49
  3.4 机身剖面参数化定义  49-51
  3.5 机身剖面参数优化  51-57
  3.6 客舱三维显示  57
  3.7 小结  57-58
第四章客舱设计参数对重量的影响  58-70
  4.1 重量估算模型  58-61
  4.2 客舱参数对重量的影响  61-69
    4.2.1 宽度控制参数对重量的影响  61-65
    4.2.2 长度控制参数对重量的影响  65-67
    4.2.3 客舱组合参数对重量的影响  67-69
  4.3 小结  69-70
第五章客舱设计参数对气动特性的影响  70-83
  5.1 气动分析模型  70-74
    5.1.1 升力  70-72
    5.1.2 阻力  72-74
  5.2 客舱参数对气动特性的影响  74-82
    5.2.1 宽度控制参数对气动特性的影响  74-77
    5.2.2 长度控制参数对气动特性的影响  77-79
    5.2.3 客舱组合参数对气动特性的影响  79-82
  5.3 小结  82-83
第六章总结和进一步工作  83-84
  6.1 本文总结  83
  6.2 进一步的工作  83-84
参考文献  84-86
致谢  86-87
在学期间的研究成果及发表的学术论文  87

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 飞机构造与设计 > 机身、座舱 > 客舱、货舱
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