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Beihang University

飞机总体设计

Beihang University via XuetangX

Overview

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课程背景

北航“飞机总体设计”课程历史悠久、特色鲜明,2006年以来在多位教师的共同努力下,于2008年获批国家级精品课,2019年获批国家级一流本科课程。课程涵盖面广、综合性强,需解决在规模大(每届约300人)、背景浅(大三)、课时短(课内48学时)的情况下,如何实现学生“六位一体”培养的难题。为此,课程建立了“一条主线、两个支撑、三层联合”的教学模式,即以竞争性团队设计项目为主线,以主编特色教材和构建虚拟仿真实验体系为支撑,以牵头校校、校企、国际三层次联合育人为拓展,保证课程目标的达成。

课程目标

北京航空航天大学从1952年成立之初就承载着新中国航空航天事业的理想,六十多年来已经培养出一大批治国栋梁、行业领军人才和中坚力量。飞行器设计作为北航历史最悠久和最具特色的专业之一,在专业人才培养上一直肩负高度的使命感和责任感。
北航的“飞机总体设计”核心专业课正处于未来飞机设计师们专业学习和设计生涯的起点,因此课程不仅注重系统地传授总体设计的基本概念、流程与方法,使学生掌握需求论证、总体参数选择、总体布局与布置、综合性能分析、权衡优化与多方案评价等设计知识,更强调以学生的主动学习和创新实践为中心,促进学生的报国情怀、专业知识、创新精神、全局思维、团队协作、国际视野“六位一体”综合能力与素质的提升。

课程设计原则

本课程作为飞行器设计专业的核心专业课,其目的是通过飞机总体设计、尤其是飞机概念设计流程的全面介绍,使学生掌握这一阶段涉及的基本概念、主要思想、基础理论及方法,并且了解先进的飞机总体设计方法与技术。本门课程采用课堂授课与学生团队设计研讨相结合的教学模式,充分调动学生自主学习的积极性。课程重视以综合的总体设计问题为引导,培养学生的创新能力和团队合作精神,使学生能够在设计团队中利用已学知识积极主动地解决问题,并且为今后从事飞机设计相关研究或实际工作打下基础。




Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 飞机设计的价值与概念内涵
    • 1.2 飞机总体设计的定位与范围
    • 1.3 飞机总体设计的重要性与特点
    • 1.4 设计中的团队协作
  • 第二章 需求与设计要求论证
    • 2.1 需求的来源
    • 2.2 面向体系的论证
    • 2.3 飞机的设计要求及指标
    • 2.4 质量屋分析
  • 第三章 总体设计的首轮近似
    • 3.1 概念构思与概念草图
    • 3.2 飞机主要总体设计参数选择
    • 3.3 约束边界分析及设计点选择
    • 3.4 初步重量估计
  • 第四章 飞机的总体布局设计
    • 4.1 总体布局设计的任务与作用
    • 4.2 典型布局形式的分类及特点
    • 4.3 新概念布局形式
    • 4.4 隐身对布局设计的影响
  • 第五章 机翼与尾翼设计
    • 5.1 翼型的选择
    • 5.2 机翼的参数选择
    • 5.3 机翼的增升装置和副翼
    • 5.4 尾翼的设计
  • 第六章 机身设计与装载布置
    • 6.1 机身初始几何参数初选
    • 6.2 民机客舱设计与布置
    • 6.3 货舱与驾驶舱布置
    • 6.4 武器的布置
  • 第七章 动力装置选择与进排气系统设计
    • 7.1 动力装置选择
    • 7.2 进气系统设计
    • 7.3 排气系统设计
  • 第八章 起落装置设计
    • 8.1 起落架的设计要求与分类
    • 8.2 起落架的布置
    • 8.3 起落架主要布置参数的选择
    • 8.4 机轮的选择
  • 第九章 结构布局设计
    • 9.1 载荷分类及结构布局设计要求
    • 9.2 结构总体方案选择
    • 9.3 主要部件结构形式选择
    • 9.4 结构布局设计的其他考虑
    • 9.5 全机承力系统综合检查和结构选材
  • 第十章 机械电气系统、航空电子系统
    • 10.1 机械电气系统概述
    • 10.2 飞机的液压系统
    • 10.3 飞机的机械与电传操纵系统
    • 10.4 飞机的供电系统
    • 10.5 飞机的燃油系统
    • 10.6 飞机的环境控制系统
    • 10.7 飞机的救生系统
    • 10.8 飞机机电综合管理系统
    • 10.9 航空电子系统的基本概念和作用
    • 10.10 航空电子系统的发展
    • 10.11 航空电子系统的物理组成
    • 10.12 未来航电系统发展
  • 第十一章 总体布置协调与外形设计
    • 11.1 总体布置的任务与布置图
    • 11.2 外形定义的坐标系及常用几何模型
    • 11.3 主要部件的外形设计
    • 11.4 浸润面积和体积的计算与面积律修形
  • 第十二章 重量特性分析
    • 12.1 飞机重量分类
    • 12.2 重量和重心估算
    • 12.3 重心调整与重量控制
  • 第十三章 气动特性分析
    • 13.1 气动设计输入与设计目标选取
    • 13.2 气动特性工程估算方法
    • 13.3 气动特性分析工具介绍与算例
  • 第十四章 飞行性能计算
    • 14.1 飞行性能计算意义及内容
    • 14.2 起飞性能计算
    • 14.3 下滑及着陆性能计算
    • 14.4 续航性能计算
    • 14.5 机动性能与能量机动性计算
  • 第十五章 飞机的稳定性与操纵性
    • 15.1 稳定性与操纵性的基本概念
    • 15.2 飞机的静稳定性与动稳定性
    • 15.3 飞机的操纵、控制与主动控制
  • 第十六章 飞机的经济性和环保性
    • 16.1 飞机的经济性
    • 16.2 飞机的环保性指标
  • 第十七章 军用飞机的效能评估
    • 17.1 军用飞机效能评估的定义与特点
    • 17.2 飞机作战效能的评估方法
    • 17.3 基于仿真的效能评估方法
  • 第十八章 设计中的权衡研究
    • 18.1 权衡的基本概念
    • 18.2 改进的参数选择与重量核算
    • 18.3 参数选择矩阵和参数选择矩阵曲线
    • 18.4 毯式图
  • 第十九章 飞机总体方案的优化
    • 19.1 优化设计的必要性
    • 19.2 优化设计的基本概念
    • 19.3 基于工程分析模型的总体参数优化方法
    • 19.4 多学科设计优化方法
  • 第二十章 多方案评价与决策
    • 20.1 多方案评价与决策的意义
    • 20.2 权重计算方法
    • 20.3 多属性决策排序算法
    • 20.4 多方案评价案例
  • 期末考试

    Taught by

    LUO MINGQIANG, Liu Hu, SUN KANGWEN, ZHANG YUNFEI, ZHOU YAOMING, YANG MUQING, LIANG HAOQUAN, LIANG YU, TIAN YONGLIANG, and HUANG MINJIE

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