连翼布局飞机及探测无人机研究进展

在收集、整理、分析国外连翼布局飞机研究资料的基础上,介绍了国外连翼布局飞机的研究历程和设计特点;特别是基于近年来对未来战场信息情报、监视、侦察任务的需求,介绍了连翼布局探测无人机这一新的作战概念和装备技术的研究进展情况。     

连翼机低速气动特性实验研究

连翼机具有前、后机翼,前翼后掠上反,后翼前掠下反;后翼在前翼展60％～100％之间与前翼相连。其前视图和俯视图均构成菱形。在低速风洞中对连翼机进行了纵向及横向测力实验,其中包括前、后翼几何参数改变对气动特性的影响。实验表明,与常规飞机相比连翼机具有如下优点:诱导阻力小,升阻比大且具有较好的失速特性。改变连翼机前翼上反角和后翼下反角对纵向气动特性影响不大,对横向气动特性有明显影响。减小前翼外段的后掠角可使俯仰特性得到改善。     

高空长航时无人机结构重量估算方法研究

在对高空长航时无人机总体参数统计数据分析的基础上,利用线性回归分析的方法并结合工程实践经验推导出高空长航时无人机结构重量估算公式;以美国的高空长航时无人机"全球鹰"(global hawk)为例进行估算,结果验证了结构重量评估公式的合理性和可用性;在此评估公式的基础上运用数学方法推导出反映高空长航时无人机总体参数变化与结构重量变化规律的数学公式,并对总体参数的敏感性进行了分析.在飞机总体设计过程中,充分考虑总体设计参数对飞机各部分结构重量的影响规律,就能够使高空长航时无人机结构重量的估算结果更加准确合理.     

基于三维参数化模型构建的飞机重量重心快速估算方法

 针对飞机总体设计阶段重量重心(c.g.)估算的专业要求、设计方案反复调整的特点,提出了基于三维参数化建模的重量重心快速估算方法,从而实现后续的快速参数化调整。基于该方法的分析流程,通过分析飞机外形建模和结构、系统重量建模的工作对象和专业逻辑,对各个重量组成及其建模过程进行了参数化描述和流程定义,用于指导完成整个设计分析系统的开发实现。最后,通过算例演示了基于三维参数化建模进行重量重心快速估算的步骤。     

飞机研制中的机翼重量问题

机翼重量在飞机结构重量中所占的比例较大，而且其重量分布对载荷、气弹、强度等有较大影响，机翼重量的确定在飞机研制中有着重要的地位，本文介绍了在飞机研制的各个阶段机翼重量的确定方法，着重论述了在飞机总体方案论证过程中机翼重量的估算方法。     

基于参数化有限元方法的机翼重量预测

为飞机总体设计阶段提供一种快速而较精确的机翼重量预测方法。该方法是将参数化几何建模和参数化有限元建模方法相结合,快速地建立机翼结构有限元模型。通过应用CATIA二次开发技术,实现机翼结构布置模型的自动生成;通过运用PATRAN的PCL语言,实现结构有限元模型的自动生成;通过应用优化方法,确定出结构尺寸,进而计算出机翼重量。算例表明,本方法可快速地分析不同结构布置方案和不同材料方案的机翼重量,适用于飞机总体方案设计阶段机翼重量计算。     

飞机地面载荷若干问题的探讨

从减轻飞机地面载荷、降低飞机结构重量角度出发,对现行国军标ＧＪＢ６７．４－８５（简称新规范）作了详尽的分析和研究。指出通过使用先进的模拟分析方法,。正确理解规范正文的精神,采用合理的计算参数确定地面载荷,代替传统的经验估算一试凑方法,可以实现结构优化设计,实现减轻地面载荷、减轻飞机结构重量的目的,实例计算可减小飞机垂直和水平载荷３０％左右。     

机翼重量分配方法在轻型飞机中的应用

针对目前飞机初始设计阶段的机翼重量估算公式变量较多，条件限制因素较复杂的情况，提出了一种按照机翼重量分配来估算重量的方法。把机翼重量分配到：承弯结构、承剪结构、分布气动载荷结构、起落架影响结构、前后缘结构、襟副翼机构，燃油影响结构、以及其它附属结构。此方法已经在大型飞机的机翼重量估算上取得了良好的效果。通过与一系列常用机翼重量估算公式的对比分析，并且利用已知的10种轻型飞机完成了算例，结果证明此方法有很强的适应性。     

连载:兰利研究中心的创新历程(之二)追求高效率的"连翼飞机"

本篇介绍了 NASA 兰利研究中心在"连翼飞机"概念上的研究与创新历程。连翼布局可以明显提高飞机的效率,但同时存在大量需要探索的新课题,兰利研究中心的努力使这种新奇的飞机布局正一步一步地走向成熟。     

大型飞机整体壁板损伤断裂分析方法

通过对大型飞机整体壁板结构的损伤断裂特性分析,在壳体断裂力学统一计算理论框架下,将扩展有限元应用于大型飞机整体加筋壁板结构损伤断裂计算;实现了大尺寸加筋板壳结构断裂参数的精确求解;通过采用基于应力强度因子和能量释放率的三维壳体断裂准则,建立了以结构重量、裂纹扩展长度和壳体剩余寿命等多参数设计目标的大型飞机整体壁板损伤断裂分析方法,以及综合考虑壁板厚度、加筋截面面积和间距的参数优化方法,并给出了工程试验件的设计与验证结果。     

战斗机单机寿命监控中起飞重量的影响

飞机不同的装挂重量使飞机每次起飞时实际载荷变化。主要通过飞行参数记录仪(FPR)记录的数据研究战斗机起飞外挂重量对飞机结构疲劳寿命的影响。对某型飞机的一次完整飞行,按不同起飞外挂情况计算其损伤比值,结果表明分散度达到设计基准的27%。通过调查飞机挂弹架次比例,发现情况变化随意性很强,基本无统计规律可循,因而按每架次实际起飞外挂重量计算疲劳损伤显得尤为必要。对3架飞机近3 000架次记录数据的分析表明,按实际起飞重量计算的结构疲劳损伤比按设计情况要轻约20%。这一研究结果为基于实际载荷监控进行单机延寿挖潜提供了技术支持。     

复合材料修理技术的最新变革

复合材料结构几十年前就已出现，但其真正得以广泛的应用是近几年的事。 在空客A350飞机和波音787飞机中先进的复合材料的重量将占飞机总重量的50％以上，而之前波音777飞机中复合材料的重量约占11％，早期的波音747—100飞机中复合材料的重量仅占1％。     

飞机重心包线修形分析

飞机重心包线是在综合权衡操纵性、稳定性、气动设计、结构设计和飞机装载等要求后确定的，在飞机设计实践中，需要进行重心修形，一是为了确保飞行安全，根据使用情况对飞机重心做出一些限制；二是为了降低有效载荷，实现结构减重；三是为了进一步提高飞机最大起飞重量，挖掘飞机的性能潜力，提高竞争力。结合型号任务，分析了国内外军民用飞机，尤其是空客系列和波音系列飞机的重量与平衡资料，提出了重心修形的主要考虑因素，并结合重心包线左上角修形，举例说明了包线修形时的重量、结构、强度和起落架专业的相关考虑，给出了修形的必要条件、一种修形方法和具体的修形步骤，可以供后续型号设计参考。飞机重心包线修形也是一个反复迭代的过程，通过不断迭代直到获得一个满足诸多要求的合理的最优解。     

FAA对飞机重量分类标准加以改动

在出现了2次高度引人注目的与尾流紊流度有关的事故之后，FAA对使用尾流旋涡间隔标准进近和到达的飞机重量分级系统进行了全面审查。审查工作组由政府和行业代表组成，包括生产厂家、航空公司和飞行员。根据工作组的建议，对最终导致尾流旋涡间隔标准变动的飞机重量分类作了改动。新的重型、大型、小型飞机的重量（最大认证起飞总重）分级定义为：·重型飞机：起飞重量大于255000磅的飞机，与任一飞行阶段重量无关。·大型飞机：起飞重量大于41000磅，小于255000磅的飞机。·小型飞机：起飞重量在41000磅以下的飞机。以前的重量分类相应数…     

常规布局小型飞行器设计参数优化研究

对以螺旋桨为动力的长航时小型飞行器，在概念设计阶段的设计参数进行了敏感性分析。主要包含三个方面：一是飞机飞行状态，包括巡航高度；巡航速度及巡航升力系数。二是飞机机翼几何参数，包括尖梢比、展弦比和翼型。三是发动机的布局形式。飞机概念设计是在明确了设计要求的前提下开展的。在满足设计约束的基础上，通过对升力面气动特性及相互干扰分析，机翼剖面的设计选择以及升阻力特性的分析，典型部件重量构成的统计分析，计算出不同构型状态下的飞机重量和重心，保持纵向静安定度在合理范围内，通过对飞机有无配平情况下的阻力特性比较，寻求特定高度满足长航时设计要求的设计点。     

某型飞机平尾前缘再制造重量分析

针对某型飞机平尾前缘再制造过程中出现的重量超差问题,根据平尾前缘的结构形式对其结构强度和重心、飞机重量重心、飞机尾翼颤振特性等因素进行分析计算,并结合工艺优化情况给出了可装机使用的结论及重量控制指标。     

考虑结构重量的机翼平面形状优化方法

采用工程梁理论对机翼结构进行估算,并结合气动力估算公式、飞行性能估算公式,构建了机翼平面形状优化系统。相比使用经验关系式估算重量的传统方法,考虑了短舱、起落架、燃油、自重载荷的影响,相对精确度较高。针对某宽体客机布局,展开考虑气动/结构重量的平面形状优化设计。采用若干几何特征对机翼平面形状进行参数化,通过气动力与结构重量耦合求解的方法,将气动特性与结构重量转化为飞机起飞总重这个设计目标,并使用遗传算法进行寻优。算例结果较原始构型起飞总重减少约174 kg,表明方法对飞机概念设计阶段快速确定机翼平面形状有一定的参考价值。     

不同载荷条件下翼面结构传力特性设计方法

<正>结构型式的选择是结构设计的首要环节,现代机翼结构选型的方法主要有传力分析方法和有限元方法。国内外关于机翼结构选型都做了很多研究:NASA构造了ELAPS方法在结构设计的初步阶段估算结构的重量,为结构的选型提供依据。张永顺等得到了不同结构型式之间的重量和费用隶属函数。张振伟等人对机翼结构型式和相关影响参数进行了统计分析,得到了不同机翼结构型式相关参数的取值范围。随着计算机技术的突飞猛进,大型高度集成化软件平台在飞机设计中的深入应用,各种编     

基于HyperSizer的复合材料舱门结构渐进式优化设计

结构重量是飞机复合材料结构设计需要考虑的重要因素和约束条件.针对某大型复合材料舱门设计方案,建立有限元模型,使用Patran/Nastran进行初步分析,再应用HyperSizer开展渐进式优化设计,优选出符合设计要求的方案,并计算构型的截面参数、铺层角度和铺层顺序等设计参数,完成结构建模和渐进式优化分析过程.结果表明:使用HyperSize进行渐进式优化设计,降低了结构的重量,达到了预期目标.     

先进结构制造技术在飞机减重中的应用

结构制造技术对提高飞机结构效能、减轻结构重量起着举足轻重的作用．本文论述了目前飞机结构制造领域正在研究、推广、应用的几种先进结构制造技术及取得的重量效益．以便为我们的型号研制提供借鉴。