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基于CAD/CAE的AC500型飞机改型方案研究

作　者: 肖骏
导　师: 童明波
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 飞行器设计
关键词: 改型设计飞行性能适航符合性 CAD/CAE 虚拟样机 CATIA
分类号: V221.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

AC500型飞机是单发活塞式五座公务/教练轻型飞机,该机具有良好的安全性、操纵性和低空飞行特性。但是,其采用的IO-550-B69活塞式发动机高空性能较差,对环境温度的变化较敏感,导致飞机的爬升率偏低,升限较小,高空性能不理想,不能很好地适应高原地区的需求。为了改善AC500型飞机的高空性能,可以采用保持飞机外形不变,换装新式的涡轮增压式活塞发动机的改型设计方案。本文采用CAD/CAE与传统设计相结合的方法,在原型机的基础上进行改型设计,主要研究内容包括:飞机布局三面图和总体布置图的设计;发动机及其系统设计,运用虚拟样机技术(DMU),在CATIA中完成其发动机模型的建立、发动机架的重新设计、发动机罩的修形设计、发动机进/排气系统、燃油系统、操纵系统的重新设计等工作;飞机飞行性能评估及其适航符合性检查,编制基于MATLAB的小型通用飞机飞行性能计算程序,完成飞机平飞速度范围、垂直速度与升限、爬升性能、下滑性能与续航性能等计算,以及失速性能、起飞/着陆性能、起飞/着陆构形海平面爬升能力等适航符合性检查;最后对改型总体设计方案进行评估。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-12
第一章绪论  12-16
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 AC500 型飞机的特点  13-15
    1.2.1 市场需求  13
    1.2.2 核心技术  13-15
  1.3 主要研究内容  15-16
第二章改型总体设计  16-31
  2.1 引言  16-17
  2.2 换装发动机基本原则和改型设计内容  17-18
    2.2.1 换装发动机基本原则  17
    2.2.2 改型设计内容  17-18
  2.3 三面图与总体布置图  18-30
    2.3.1 三面图  18-21
    2.3.2 系统设计与总体布置  21-30
  2.4 小结  30-31
第三章发动机及其系统设计  31-39
  3.1 引言  31
  3.2 CATIA 软件简介  31-35
    3.2.1 CATIA V5  31-33
    3.2.2 DMU 技术  33-35
  3.3 发动机及其系统设计  35-38
    3.3.1 发动机模型  35-36
    3.3.2 发动机架  36
    3.3.3 发动机罩  36-37
    3.3.4 发动机操纵系统及燃油系统  37-38
  3.4 小结  38-39
第四章飞机性能评估与适航符合性检查  39-60
  4.1 引言  39
  4.2 基于MATLAB 的飞行性能计算程序  39-47
    4.2.1 程序概况  39-40
    4.2.2 模块功能  40-41
    4.2.3 程序界面  41-42
    4.2.4 功能演示  42-47
  4.3 适航符合性初步检查  47-50
    4.3.1 失速特性与适航符合性检查  47
    4.3.2 起飞性能及其适航符合性检查  47-49
    4.3.3 着陆性能及其适航符合性检查  49-50
  4.4 平飞速度范围  50-52
    4.4.1 不同飞行高度平飞大速度  50-51
    4.4.2 不同飞行高度平飞小速度  51-52
  4.5 垂直速度与升限  52-53
    4.5.1 不同飞行高度最大爬升率  52
    4.5.2 升限  52-53
  4.6 爬升性能  53-54
    4.6.1 从海平面爬升到给定飞行高度所需时间  53-54
    4.6.2 从海平面爬升到给定飞行高度所经水平距离  54
    4.6.3 从海平面爬升到给定飞行高度所需耗油量  54
  4.7 下滑性能  54-56
    4.7.1 从给定高度下滑到海平面所经水平距离  55
    4.7.2 从给定高度下滑到海平面所需时间  55
    4.7.3 从给定下滑高度下滑到海平面所需耗油量  55-56
  4.8 续航性能  56-59
    4.8.1 可供续航油量  56-57
    4.8.2 续航性能  57-59
  4.9 小结  59-60
第五章 AC500G 型飞机设计方案评估  60-68
  5.1 关键飞行性能  60-65
    5.1.1 高原机场与热环境下起飞着陆性能  60-63
    5.1.2 高空爬升性能和升限  63-65
    5.1.3 平飞大速度  65
  5.2 飞机仪表系统  65-66
    5.2.1 发动机仪表系统改装  65
    5.2.2 座舱仪表板更新  65-66
  5.3 生产成本  66
  5.4 小结  66-68
第六章总结与展望  68-70
  6.1 主要工作总结  68
  6.2 进一步研究方向  68-70
参考文献  70-72
致谢  72-73
在学期间研究成果及发表学术论文  73

基于CAD/CAE的AC500型飞机改型方案研究

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