本学期的设计项目,下一代支线/商务客机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 02:03:14


本学期的Group Project,100座级支线客机 / 28座商务机
因为具体内容用的是AB和RR的材料,签过NDA的,所以就不贴了

大体上设计指标有三点,一是相对短距起飞,以EGLC之类机场作为基地;二是全商务布局下飞伦敦城市到纽约/华盛顿/迪拜这样的航程;三自然是现在的大趋势,省油省油再省油。当然turnover rate之类的指标自然越牛越好

因为研发成本和传统市场接受程度限制,不可能使用过度先进/激进的构型
大家可以从气动/结构/飞控上讨论一下可行的下一代支线客机
更多细节和内容会随着项目进度不断更新

现在还在概念选型阶段, 我目前认为升力鸭布局是最有优势的,配置介于配平鸭翼和串列翼之间。
不过困难在于大鸭翼下洗和重心限制过于严格的问题。重心离理想值太远时巡航升阻比会比最优化值差很远,虽然大鸭翼结构可以容纳大容量的配平油箱,也许可以解决这个问题

补充内容 (2012-5-19 05:29):
新进度:http://lt.cjdby.net/thread-1373770-1-1.html 各位久等了

本学期的Group Project,100座级支线客机 / 28座商务机
因为具体内容用的是AB和RR的材料,签过NDA的,所以就不贴了

大体上设计指标有三点,一是相对短距起飞,以EGLC之类机场作为基地;二是全商务布局下飞伦敦城市到纽约/华盛顿/迪拜这样的航程;三自然是现在的大趋势,省油省油再省油。当然turnover rate之类的指标自然越牛越好

因为研发成本和传统市场接受程度限制,不可能使用过度先进/激进的构型
大家可以从气动/结构/飞控上讨论一下可行的下一代支线客机
更多细节和内容会随着项目进度不断更新

现在还在概念选型阶段, 我目前认为升力鸭布局是最有优势的,配置介于配平鸭翼和串列翼之间。
不过困难在于大鸭翼下洗和重心限制过于严格的问题。重心离理想值太远时巡航升阻比会比最优化值差很远,虽然大鸭翼结构可以容纳大容量的配平油箱,也许可以解决这个问题

补充内容 (2012-5-19 05:29):
新进度:http://lt.cjdby.net/thread-1373770-1-1.html 各位久等了
一个抉择在于巡航速度,使用开放风扇发动机等效涵道比非常大,油耗非常的低,但是巡航速度要下降到.65左右甚至更低。
easy jet传统欧洲航线上这种降速造成的影响并不大,越洋航线就要考虑到顾客心理了

另一个抉择在于是否使用层流翼型
虽然能够降低阻力,但是每个起落都要清洁机翼对于需要快速周转的短程航空来说运行效率和成本都不好接受。但是越洋航线又是另一回事了
现在经济不好,暂时就像787那样小幅改进为主
更激进的技术没有长时间的实验不会立刻投入运营
有图吗?
我就不明白了,难道787也要算做是传统意义上的支线客机?
今天选完技术类分工了
本来想搞稳定和控制,而且肯定没人抢得过我
但是对各方面整体掌握和CAD要求比较高的技术集成职位没人愿意干,制图和协调吓退太多人了,然后我就【被】拿到技术集成这种坑爹职位了
不过也好,这个位置相当锻炼人而且CV会很好看我就认了
只是万一真做了升力鸭,搞稳定和控制的哥们肯定想去死了

商业角色分工出现变动所以要重新选择,我既然拿到了TI这种大工作量角色可能就会分配到一个相对小的商业角色,希望能拿到竞争分析和油价预测这种小东西吧。。。 技术上小职位的成员(例如做fuel system或者 Landing Gear之类的)可能就需要拿大的商业角色了,例如商业管理、市场、运行周期费用、项目费用等等这些坑爹角色让他们去抢吧

不得不说这个设计项目在贴近现实和锻炼能力方面还是规划地很不错的,做技术的也要些40%的商业内容,项目组长(团队经理职位)则要写60%的商业内容。

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设计指标越看越坑爹,支线和越洋商务这种八竿子打不着的货竟然要同一架飞机来实现
初步看一下取舍还是觉得升力鸭比较合适
下周一开始做初步的性能估算筛选概念了
虽然近几十年来几乎每一次大型飞机设计选型都会有鸭式概念(空客工程师给我们讲课的时候材料上惊现当年A380的鸭式概念设计),但绝大多数都在某些阶段被毙掉了
现在飞控和气动又上了一个台阶的环境下,鸭式能不能发扬光大捏?让我们师母已呆
很有意思啊,关注。
其实为什么没人做超音速公务机  大财主不在乎经济性的
希望LZ继续,挺有意思


lz神马牛校啊
建议不要太科幻了!!
其实吧我想说
桨扇的真正问题是噪音
fyapply 发表于 2012-2-17 20:55
其实吧我想说
桨扇的真正问题是噪音
升力鸭的另一个优势在于主翼可以放到更向后,发动机放到机尾压力隔墙后边重心问题也可以相对容易地解决
这样舱内噪音就好多了
Open Fan配合大展弦比小后掠角机翼很容易实现陡升陡降,近进和起飞噪音影响区域都要相对小
主要问题是巡航速度比较慢,作为跨大西洋商务角色客户能不能接受这个时间损失(虽然并不是太严重,相对于常规支线巡航马赫数可能只有.05-.08的降低)。而且巡航TET相对涡扇要高,虽然减推起飞可以降低起飞段TET,所以一切都是权衡利弊啊
开放式涡扇的未来还是非常光明的
sailormoons 发表于 2012-2-17 16:10
其实为什么没人做超音速公务机  大财主不在乎经济性的
如果只是商务机的话,我的设计肯定是巡航速度大约在1.4的翼身融合边条鸭

但因为主要任务是短程支线就只能苦逼到亚音速了= =
而且太先进的技术和构型会吓跑绝大多数航空公司


成飞翔龙那种呢?
其实也是串列翼吧,只是后翼前掠链接到前翼上,这样前翼可以给前掠翼卸载掉气动弹性发散。
至于为什么这个位置,成飞论文表示,连接到70%位置是同样强度下结构最轻的。

几乎就是双翼机的构型升力会很可观
而且既然用于长航时无人机,升阻比想必也不会差

这样的设计,发动机同样可以挂在后面的前掠段机翼上,对改善噪音,对放宽安定度进一步改善升阻比都是有好处的。
而且极端一点,牺牲可维护性,可以上置推进浆扇,这样机翼就能对客舱起到一定遮蔽,进一步改善噪音。

成飞翔龙那种呢?
其实也是串列翼吧,只是后翼前掠链接到前翼上,这样前翼可以给前掠翼卸载掉气动弹性发散。
至于为什么这个位置,成飞论文表示,连接到70%位置是同样强度下结构最轻的。

几乎就是双翼机的构型升力会很可观
而且既然用于长航时无人机,升阻比想必也不会差

这样的设计,发动机同样可以挂在后面的前掠段机翼上,对改善噪音,对放宽安定度进一步改善升阻比都是有好处的。
而且极端一点,牺牲可维护性,可以上置推进浆扇,这样机翼就能对客舱起到一定遮蔽,进一步改善噪音。

百臂巨人 发表于 2012-2-18 01:07
成飞翔龙那种呢?

几乎就是双翼机的构型升力会很可观


盒翼最大的问题是安全性很低

盒翼优势巨大,但是整个机翼结构的完整性是靠两个机翼的连接的实现的
单独每个机翼都没有足够的强度
两个机翼任意一段,尤其是翼尖连接处出现问题,整个机翼必然散架
这也是为什么现存大型飞机一直不使用纸面性能无比优越的盒翼构型的原因
当然还有一个原因是盒翼一般都是大展弦比小弦长机翼,翼内油箱容积太杯具了,油都放到机身内的话结构重量又上去了
成飞翔龙的出现一是因为材料和气动研究的进步,二是因为丫不载人啊



另外升力鸭的优势还在于提高升阻比不需要放宽静稳定度
这样可以大幅降低飞控复杂程度以及飞控失效时的操作风险
百臂巨人 发表于 2012-2-18 01:07
成飞翔龙那种呢?

几乎就是双翼机的构型升力会很可观


盒翼最大的问题是安全性很低

盒翼优势巨大,但是整个机翼结构的完整性是靠两个机翼的连接的实现的
单独每个机翼都没有足够的强度
两个机翼任意一段,尤其是翼尖连接处出现问题,整个机翼必然散架
这也是为什么现存大型飞机一直不使用纸面性能无比优越的盒翼构型的原因
当然还有一个原因是盒翼一般都是大展弦比小弦长机翼,翼内油箱容积太杯具了,油都放到机身内的话结构重量又上去了
成飞翔龙的出现一是因为材料和气动研究的进步,二是因为丫不载人啊



另外升力鸭的优势还在于提高升阻比不需要放宽静稳定度
这样可以大幅降低飞控复杂程度以及飞控失效时的操作风险
starikki 发表于 2012-2-18 09:27
盒翼最大的问题是安全性很低

盒翼优势巨大,但是整个机翼结构的完整性是靠两个机翼的连接的实现的
确实,一般的机翼折了一截翅膀,剩下半截还是结构稳定的。
但是盒翼的话一旦链接点废了后翼肯定撑不住。

简单暴力的思考下,要不要在后翼计算过的位置装上切割炸药,一旦前翼无法卸载就能切断外半截后翼,保证关键的控制面和吊挂的发动机不受威胁。

此外,升力鸭的客机到底是什么样子的?放大的J20?
远耦配平鸭的例子倒是不少,升力鸭什么的……
starikki 发表于 2012-2-18 09:27
盒翼最大的问题是安全性很低

盒翼优势巨大,但是整个机翼结构的完整性是靠两个机翼的连接的实现的
真是希望在材料、变循环发动机等等合格之后,波音2707有复活的一天,这飞机太漂亮了。
百臂巨人 发表于 2012-2-18 01:51
此外,升力鸭的客机到底是什么样子的?放大的J20?
远耦配平鸭的例子倒是不少,升力鸭什么的……
介于配平鸭和串翼之间吧
假如放大配平鸭的面积,中立点大幅前移,所以重心也前移
这样鸭翼就要承担一部分升力,例如总升力的20%

这样主翼巡航的升力系数就可以降低很多,同马赫数下的波阻会大幅下降
或者同样波阻下可以有更高的巡航速度
或者同样巡航速度下可以用更小的后掠角

同时因为主翼所需升力系数下降,所以理论上诱导阻力和失速速度都可以降低
同时主翼可以做到更小尺寸,这样在机场限制翼展的情况下就可以有更大的展弦比了,如果需要的话
让波音2707悲剧的也不是技术问题呀,是环保问题,音爆什么的还有排放……
百臂巨人 发表于 2012-2-18 01:47
确实,一般的机翼折了一截翅膀,剩下半截还是结构稳定的。
但是盒翼的话一旦链接点废了后翼肯定撑不住。 ...
并不只是后翼,前翼的结构强度也依赖于这个连接
starikki 发表于 2012-2-18 10:02
介于配平鸭和串翼之间吧
假如放大配平鸭的面积,中立点大幅前移,所以重心也前移
这样鸭翼就要承担一部 ...
哦,原来不是给主翼提供涡升力而是说自身提供升力
这样符合的飞机倒是不少了,鸭式布局的轻型飞机基本都是这种吧。
百臂巨人 发表于 2012-2-18 02:03
让波音2707悲剧的也不是技术问题呀,是环保问题,音爆什么的还有排放……
现在主要问题是环保和能源

一个是油价飙升,现阶段很多民航飞机全寿命花费中燃油已经接近占一半了。在油价继续飙升的大趋势下,更贵但是更省油的飞机是最有前途的
我推崇的方案是混动桨扇,终极设想是微型核聚变发动机为动力的混动桨扇

第二个是绝对坑爹的环保问题,尤其是所谓全球变暖和臭氧层云云
实际上CO2含量和全球温度走向到底谁影响谁还不确定,但是同温层近期未来就不允许民航使用却已经很有可能了。仅此一条就枪毙了超音速客机的设想
百臂巨人 发表于 2012-2-18 02:06
哦,原来不是给主翼提供涡升力而是说自身提供升力
这样符合的飞机倒是不少了,鸭式布局的轻型飞机基本都 ...
涡升力有助于提高最大升力系数,但实际上并不会有助于提高升阻比

况且民航机大展弦小后掠机翼涡流刷过的区域实在太小了

LZ的设计需求要求挺高,要达到要求的办法需要从多方面着手,但最根本的办法就是减重,降低巡航阻力,降低油耗,增加起飞升力。
根据上述要求,个人认为可以考虑采用三翼面布局,类似787的细长超临界机翼,省油发动机(涵扇,即给桨扇增加一个外壳降低噪音和提升安全)。三翼面用在战斗机上有不利,但用在运输机上可以考虑降低巡航配平阻力,在地面起飞早抬头来缩短滑跑距离,另外放宽静稳定性也能带来降低阻力减轻重量,整体截面变化更接近椭圆有利于降低型租。
采用大内油箱设计不可取,因为增加内部容积就代表增加了结构和重量。
对于三翼面增加鸭翼带来的重量增加,个人认为协调好后可能能够降低。
LZ哪学校的
TSQ 发表于 2012-2-18 02:25
LZ的设计需求要求挺高,要达到要求的办法需要从多方面着手,但最根本的办法就是减重,降低巡航阻力,降低油 ...
三翼面带来的升阻比优势远低于升力鸭,重量就更不用说了

涵道风扇的SFC远高于开放式桨扇,因为桨扇的等效旁同比很高,加了涵道等于自废武功了

不过于降低巡航速度的前提下降低结构重量、提高升阻比已经意味着降低了载油量了
鸭翼油箱也是卸载的,所以是节省重量
楼主在美帝混么,好高深那,楼主加油 为祖国的航空贡献啊
一直弄不懂为何没人弄鸭翼客机
主要还是人的惯性吧
技术问题应该可以克服的
也许先从小支线起步是个不错的尝试
起飞效率也会高一些吧
升力鸭的支线客机?!会不会太科幻了一点。。
huangzcd 发表于 2012-2-18 13:43
升力鸭的支线客机?!会不会太科幻了一点。。

基本上就是这个样子吧
百臂巨人 发表于 2012-2-18 17:26
基本上就是这个样子吧
很漂亮啊!
LZ继续,挺有意思
starikki 发表于 2012-2-18 10:37
三翼面带来的升阻比优势远低于升力鸭,重量就更不用说了

涵道风扇的SFC远高于开放式桨扇,因为桨扇的等 ...
个人在这方面了解不多,简单谈谈个人看法,许多看法是瞎猜,没有什么理论支撑。

对于各种气动布局,个人认为在不同类型飞机上有各自的理论优势范围,鸭式布局比较适合战斗机这类要求高机动性场合,在运输机上一般希望降低平飞阻力和提高升力上到底有多大优势就比较难说,因为传统战斗机上讲究的鸭翼和机翼较大迎角涡升力耦合情况对于运输机来说似乎并不是很需要,而且由于100座以上的运输机鸭翼和机翼之间的距离较大,这种气动涡升力耦合作用应该不是那么强的。

对于为什么个人选择三翼面,个人看法是三翼面在战斗机上有融合鸭翼和平尾的优势,但在运输机上个人认为主要优势还是配平,前后两对配平面显然比一对配平面在配平上更有优势,这恰恰是运输机上比较看重的,另外鸭翼和平尾配合在某种程度上可以更大范围放宽静稳定性,这在当今主动特性丰富的电传操纵系统来说反而更能够发挥气动性能,提高升阻比。


当然上述只是个人瞎想,仅供参考。

对于涵道桨扇,或许你说的是对的,不过个人看省油发动机当前有扩大涵道比的趋势,因为更大的涵道比意味着发动机排出气流平均总温度低,这意味着卡诺循环效率高,所以在发动机选择上尽量向这方面靠拢吧。
2012-2-20 12:52 上传



LZ可以试试把这个降速............
The canard!{:soso__12392684339158129140_1:}
可以设计连翼支线客机么?

楼主在哪个学校
TSQ 发表于 2012-2-20 04:48
个人在这方面了解不多,简单谈谈个人看法,许多看法是瞎猜,没有什么理论支撑。

对于各种气动布局,个 ...
1. 除去涡升力的部分,在民航飞机上鸭式相对于常规布局还是有L/D和Cl优势的

2. 民航巡航升阻比基本上都是为一个固定Cl优化的,这种前提下升力鸭的配阻不会比三翼面的配阻难看多少。但三翼面有重量和复杂程度的缺陷

3. 升力鸭的另一个优势是不需要放宽静稳来提高升阻比

4. 涡扇目前已经在大幅提高涵道比了,但是因为扇叶材料强度/减速/重量问题,涵道比很难再提高了
但是开放桨扇的等效涵道比本身就要远大于涡扇,所以SFC会很低
但桨扇也有它自己的问题