飛機(jī)研制流程2016.7.12.

1、 飛機(jī)研制程序 產(chǎn)品研發(fā)部 通過(guò)分析、綜合和創(chuàng)造思維將設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)化為一組能完整描述飛機(jī)的參數(shù)的過(guò)程。飛機(jī)設(shè)計(jì)的含義空氣動(dòng)力學(xué)航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)力學(xué)總體設(shè)計(jì)其它專業(yè)航電控制制造技術(shù)材料工程 飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將飛機(jī)構(gòu)思變?yōu)轱w機(jī)的技術(shù)過(guò)程；成功的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開科學(xué)性與創(chuàng)造性；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有其自身的原理和規(guī)律，不存在唯一正確答案，需要不斷的探索和完善 一種新飛機(jī)的投入使用，須經(jīng)過(guò)下述四個(gè)階段。1擬訂技術(shù)要求 通?？捎娠w機(jī)設(shè)計(jì)單位和訂貨單位協(xié)商后共同擬訂出新飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求或使用技術(shù)要求。技術(shù)要求確定了飛機(jī)的主要性能指標(biāo)、主要使用條件和機(jī)載設(shè)備等。設(shè)計(jì)單位必須保證新飛機(jī)能達(dá)到這些技術(shù)要求，訂貨單位則根據(jù)這些要求來(lái)

2、驗(yàn)收新飛機(jī)。因此，飛機(jī)的技術(shù)要求是飛機(jī)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。飛機(jī)研制過(guò)程概述 2飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)單位根據(jù)擬訂好的飛機(jī)技術(shù)要求進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計(jì)。一般分為兩大部分：總體設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。u總體設(shè)計(jì)：主要工作是確定全機(jī)主要參數(shù)，即全機(jī)重量G，發(fā)動(dòng)機(jī)推力比和翼載GS(S為機(jī)翼面積)；確定飛機(jī)的基本外形，如機(jī)翼、尾翼平面形狀、大致尺寸和氣動(dòng)布局；選擇發(fā)動(dòng)機(jī)；然后進(jìn)行飛行性能的初步估算。如滿足要求，則畫出飛機(jī)的三面圖；進(jìn)行飛機(jī)的部位安排；確定結(jié)構(gòu)型式和主要受力構(gòu)件布置，并給出飛機(jī)各部件的重量控制指標(biāo)。u結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，進(jìn)行飛機(jī)各部件結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)(或稱結(jié)構(gòu)打樣設(shè)計(jì))；對(duì)全機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算；完成零構(gòu)件的詳

3、細(xì)設(shè)計(jì)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，完成結(jié)構(gòu)的全部零構(gòu)件圖紙和部件、組件安裝圖。飛機(jī)研制過(guò)程概述 3飛機(jī)制造過(guò)程 飛機(jī)制造廠根據(jù)飛機(jī)設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)資料進(jìn)行試制。完成后裝上全部設(shè)備、系統(tǒng)和發(fā)動(dòng)機(jī)，由飛機(jī)工廠首批(一般稱“0”批，生產(chǎn)2-4架)試制出來(lái)的新飛機(jī)即可投入全機(jī)強(qiáng)度、疲勞和損傷容限的驗(yàn)證試驗(yàn)和試飛。飛機(jī)研制過(guò)程概述 4飛機(jī)的試飛、定型過(guò)程在通過(guò)全機(jī)靜強(qiáng)度試驗(yàn)、某些必要的疲勞、損傷容艱的早期驗(yàn)證試驗(yàn)、起落架試驗(yàn)和全機(jī)各系統(tǒng)試驗(yàn)后進(jìn)行試飛。(通過(guò)試飛檢驗(yàn)飛機(jī)的安全性、性能是否滿足技術(shù)要求。把設(shè)計(jì)、制造中和試飛中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，通過(guò)更改設(shè)計(jì)或改進(jìn)制造方法等全部排除。最后將飛機(jī)定型投入小批量生產(chǎn)。在

4、新飛機(jī)的研制過(guò)程中，往往須進(jìn)行相當(dāng)數(shù)量的科學(xué)研究和試驗(yàn)。如：外形須做大量的風(fēng)洞試驗(yàn)；對(duì)用新材料(如復(fù)合材料)制作的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行某些專題研究和試驗(yàn)；對(duì)某些關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行必要的疲勞或損傷容限的設(shè)計(jì)研制試驗(yàn)，為詳細(xì)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)或進(jìn)行早期驗(yàn)證等。)飛機(jī)研制過(guò)程概述 擬定的技術(shù)要求通常包括：-性能、載荷和使用等技術(shù)要求-適航條例和設(shè)計(jì)規(guī)范-工藝和生產(chǎn)要求-環(huán)境要求-成本 技術(shù)要求主要有：最大飛行速度，升限，航程/作戰(zhàn)半徑，起飛著陸距離， 載重/起飛重量，機(jī)動(dòng)性指標(biāo)（加速，最小盤旋，爬升），使用壽命；非定量要求：全天候，機(jī)場(chǎng)要求，維護(hù)要求； 飛機(jī)的研制過(guò)程 飛機(jī)研制的幾個(gè)重要階段 設(shè)計(jì)方案

5、論證 研究設(shè)計(jì)新飛機(jī)的可行性重要性 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案評(píng)估論證是飛機(jī)研制發(fā)展過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，為提高飛機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，降低開發(fā)成本，必須對(duì)飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估論證。論證目的 飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案是保證飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案具有很好的可實(shí)施性。前期方案論證 可行性論證還包括指標(biāo)擬定內(nèi)容，就是根據(jù)飛機(jī)的具體用途對(duì)指標(biāo)和技術(shù)要求進(jìn)行分析。 指標(biāo)和技術(shù)要求是如何提出的? 軍用飛機(jī)一般由軍方提出。 民用飛機(jī)則根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)情況、交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)、航線的類別和需求、國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)水平等方面的情況綜合考慮后提出。 飛機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)和技術(shù)要求主要包括：用途、裝載量或載客量、航程、速度、機(jī)場(chǎng)情況、可能采用的發(fā)動(dòng)

6、機(jī)和機(jī)載設(shè)備、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、可靠性、維修性和使用維護(hù)條件等。軍用飛機(jī)的指標(biāo)和要求還有作戰(zhàn)對(duì)象、武器配置、典型作戰(zhàn)剖面、機(jī)動(dòng)能力、最大速壓、最大過(guò)載和重量等，對(duì)于這些指標(biāo)的可行性要加以論證。前期方案論證 前期方案論證新型飛機(jī)概念性方案的創(chuàng)新（新的設(shè)想或想象）當(dāng)前的航空技術(shù)水平及工藝水平（制造廠的工藝水平和發(fā)展?jié)摿Γ┖娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)性能和價(jià)格情況航空電子機(jī)載設(shè)備的技術(shù)水平航空科學(xué)發(fā)展的新理論、新技術(shù)，預(yù)先研究的成果國(guó)內(nèi)外相關(guān)的試驗(yàn)機(jī)、驗(yàn)證機(jī)的試飛結(jié)果 工作內(nèi)容： 初步選定飛機(jī)的形式，進(jìn)行氣動(dòng)外形布局； 初步選擇飛機(jī)的基本參數(shù)； 選定發(fā)動(dòng)機(jī)和主要的機(jī)載設(shè)備； 初步選擇各主要部件的主要幾何參數(shù)； 粗略繪制飛機(jī)的

7、三面草圖； 初步考慮飛機(jī)的總體布置方案，初步的性能估算，檢查是否符合飛機(jī)設(shè)計(jì)所要求的性能指標(biāo)。概念設(shè)計(jì)反復(fù)循環(huán)迭代的過(guò)程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求技技術(shù)術(shù)可可用用性性概概念念草草圖圖初初次次估估計(jì)計(jì)的的參參數(shù)數(shù)選選擇擇初初始始設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)初初始始分分析析氣氣動(dòng)動(dòng)重重量量推推進(jìn)進(jìn)參參數(shù)數(shù)選選擇擇與與性性能能優(yōu)優(yōu)化化修修正正設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)分分析析氣氣動(dòng)動(dòng)重重量量推推進(jìn)進(jìn)操操穩(wěn)穩(wěn)性性結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)費(fèi)費(fèi)用用子子系系統(tǒng)統(tǒng)細(xì)細(xì)化化的的參參數(shù)數(shù)選選擇擇與與性性能能優(yōu)優(yōu)化化新新概概念念構(gòu)構(gòu)思思設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求權(quán)權(quán)衡衡初初步步設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)參數(shù)選擇與權(quán)衡研究設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)要求“DesignWheel” 概念設(shè)計(jì)流程 根據(jù)飛機(jī)設(shè)計(jì)的戰(zhàn)術(shù)技

8、術(shù)指標(biāo)要求（軍方或者航空公司提出，這些指標(biāo)主要包含起降性能、平飛性能、機(jī)動(dòng)性能、隱身性能、經(jīng)濟(jì)性等），估算飛機(jī)需要的翼載和推重比，這樣就確定了飛機(jī)機(jī)翼面積、發(fā)動(dòng)機(jī)推力要求。 Design point就是設(shè)計(jì)點(diǎn)應(yīng)該的推重比和翼載值。概念設(shè)計(jì) 有了基本的起飛重量、燃油需求、動(dòng)力、機(jī)翼面積后，可以選擇確定機(jī)翼翼形、機(jī)身形狀等，對(duì)全機(jī)的大致布局設(shè)定。概念設(shè)計(jì) 機(jī)尾翼翼形、參數(shù)等的選擇：機(jī)翼面積、展弦比、后掠角（固定翼或可變后掠翼）、相對(duì)厚度、翼型類型、根梢比、舵面的尺寸和布置、安裝角（固定翼或可變后掠翼、上反角概念設(shè)計(jì)巡航時(shí)巡航時(shí)起飛時(shí)起飛時(shí)降落時(shí)降落時(shí) 機(jī)身是連接機(jī)翼、尾翼、起落架和其他有關(guān)的構(gòu)件，

9、選擇什么樣的機(jī)身形狀對(duì)氣動(dòng)外形和飛機(jī)功能影響很大。概念設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì) 飛機(jī)的氣動(dòng)外形設(shè)計(jì)是一個(gè)氣動(dòng)優(yōu)化迭代過(guò)程。飛機(jī)外形設(shè)計(jì)是指機(jī)翼、尾翼和機(jī)身等部件主要集合參數(shù)的確定。 研制過(guò)程中要經(jīng)過(guò)反復(fù)的修改與試驗(yàn)才能確定，其中包括用CFD軟件模擬分析和模型風(fēng)洞吹風(fēng)試驗(yàn)。概念設(shè)計(jì) 飛機(jī)幾何尺寸設(shè)計(jì)時(shí)，軍機(jī)如有內(nèi)置武器的設(shè)計(jì)要求，則機(jī)身優(yōu)先要考慮彈艙所必須的空間、起落架收放空間、進(jìn)氣道的空間、傳力路線。機(jī)翼厚度和平面尺寸要保證能裝必須夠量的燃油。概念設(shè)計(jì) 對(duì)于民用飛機(jī)，則優(yōu)先要考慮客艙，必須按要求能布下足夠的座椅，逃生通道設(shè)計(jì)合理，滿足CCAR或者FAR等適航條例規(guī)章的相關(guān)條款要求。概念設(shè)計(jì) 概念設(shè)計(jì)飛機(jī)

10、的幾何參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 以全球鷹為例全機(jī)長(zhǎng)：13.4m; 高：4.62m;翼展：35.5m; 起飛重量：11610Kg;任務(wù)載荷：900Kg; 最大飛行高度：20000m;巡航時(shí)速：635Km/h;續(xù)航時(shí)間：42h;最遠(yuǎn)航程：26000Km;發(fā)動(dòng)機(jī)：羅羅公司的AE3007H渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，推力31.4千牛； 形成飛機(jī)概念設(shè)計(jì)圖 初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)（或稱打樣設(shè)計(jì)） 設(shè)計(jì)時(shí)要確定飛機(jī)各部件的結(jié)構(gòu)受力形式和相互連接關(guān)系，進(jìn)行部位安排和重心定位，繪制各部件的結(jié)構(gòu)打樣圖，進(jìn)一步確定幾何尺寸、重量和動(dòng)力裝置參數(shù)，完成氣動(dòng)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、氣動(dòng)彈性計(jì)算、飛行性能和操縱性穩(wěn)定性計(jì)算、系統(tǒng)功能計(jì)算等，進(jìn)行部件、全機(jī)的吹風(fēng)

11、實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)功能試驗(yàn)和新結(jié)構(gòu)新材料的試驗(yàn)，作出正式的飛機(jī)三面圖、結(jié)構(gòu)打樣圖、總體布置圖和重量、重心定位計(jì)算，提出各部件和各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)書、發(fā)動(dòng)機(jī)安裝設(shè)計(jì)任務(wù)書和重量分配指標(biāo)。在此設(shè)計(jì)階段，需要制造木質(zhì)樣機(jī)，以便審查方案并為輔助設(shè)計(jì)創(chuàng)造條件。水平尾翼垂直尾翼外翼螺旋槳主起落架前起落架前中機(jī)身中機(jī)身中后機(jī)身后機(jī)身副翼襟翼中央翼所有結(jié)構(gòu)都具備，基本完成所有設(shè)計(jì)協(xié)調(diào) 初步設(shè)計(jì)狀態(tài) 初步設(shè)計(jì)虛擬風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)電子樣機(jī)計(jì)算流體力學(xué)（CFD） 初步設(shè)計(jì) 初步設(shè)計(jì)評(píng)審/鑒定 對(duì)初步設(shè)計(jì)情況進(jìn)行評(píng)審/鑒定，并提出整改意見(jiàn)，評(píng)審專家組認(rèn)為基本達(dá)到了規(guī)定的要求，即可全面轉(zhuǎn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。初步設(shè)計(jì)評(píng)審/鑒定項(xiàng)目： 所需要

12、的技術(shù)文件、設(shè)計(jì)圖樣、樣品； 試驗(yàn)相關(guān)大綱、報(bào)告等； 詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)（或稱工程設(shè)計(jì)） 根據(jù)確定的方案和打樣設(shè)計(jì)的結(jié)果，完成零件制造和部件、系統(tǒng)、全機(jī)裝配的工作圖紙和生產(chǎn)、驗(yàn)收的技術(shù)文件，包括進(jìn)行零部件的強(qiáng)度、剛度、顫振和重量計(jì)算，飛機(jī)氣動(dòng)性能及各系統(tǒng)性能的精確計(jì)算，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)強(qiáng)度和疲勞試驗(yàn)以及特種設(shè)備和各個(gè)系統(tǒng)的臺(tái)架試驗(yàn)，還要試制原型機(jī)并制定試飛大綱。 詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì)/結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：主要指機(jī)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。機(jī)體結(jié)構(gòu)包含機(jī)翼結(jié)構(gòu)、尾翼結(jié)構(gòu)、機(jī)身結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)艙結(jié)構(gòu)、起落架結(jié)構(gòu)等。結(jié)構(gòu)：指受力結(jié)構(gòu)。由幾個(gè)或幾千個(gè)零件結(jié)合在一起所構(gòu)成，能承受規(guī)定的載荷，滿足規(guī)定的強(qiáng)度、剛度、壽命、可靠性要求。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要過(guò)程 詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審/鑒定 對(duì)詳細(xì)設(shè)計(jì)情況進(jìn)行評(píng)審/鑒定，并提出整改意見(jiàn)，評(píng)審專家組認(rèn)為基本達(dá)到了規(guī)定的要求，即可全面轉(zhuǎn)入工程試制階段。詳細(xì)設(shè)計(jì)評(píng)審/鑒定項(xiàng)目： 所需要的技術(shù)文件、設(shè)計(jì)圖樣、樣品； 試驗(yàn)相關(guān)大綱、報(bào)告等；總體設(shè)計(jì)階段所占時(shí)間相對(duì)較短，但需要作出大量的關(guān)鍵決策投入的人員和花費(fèi)相對(duì)較少，但卻決定了一架飛機(jī)大約80%的全壽命周期成本設(shè)計(jì)階段設(shè)計(jì)階段人員比例人員比例概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)1初步設(shè)計(jì)初步設(shè)計(jì)9詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)90 總體設(shè)計(jì)重要性及人員經(jīng)費(fèi)投入 飛機(jī)設(shè)計(jì)所需完整的專業(yè) 工程試制和交付試飛論證階段方案階段工程研制階段設(shè)計(jì)定型階段生產(chǎn)定型階段進(jìn)