本文關(guān)鍵詞：客機(jī)總體分析平臺(tái)CTAP的開發(fā)

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【摘要】：為了提高客機(jī)總體設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量,開發(fā)一種基于工程方法的客機(jī)總體多參數(shù)綜合分析平臺(tái)CTAP(Civil Transport Analysis Platform)。在已有程序JLANA的基礎(chǔ)上,開發(fā)了新的推進(jìn)、操穩(wěn)、起落架子模塊;更新了幾何、氣動(dòng)、性能、重量子模塊;添加了基于代理模型的總體參數(shù)敏感性分析功能;建立了發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)庫;整理了輸入輸出內(nèi)容及形式;添加了飛機(jī)三維外形顯示功能;配備了人機(jī)交互界面;最終形成了全新的平臺(tái)CTAP。本文將主要工作包括:1)通過對(duì)已有典型發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)庫插值,得到當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)推力、耗油率特性;建立了客機(jī)縱、橫、航向本體靜穩(wěn)定性、舵面操縱效能、動(dòng)態(tài)特性求解與評(píng)價(jià)流程;快速布置起落架站位,設(shè)計(jì)支柱、輪胎、輪轂等主要部件尺寸,并估算重量;重新規(guī)定了機(jī)翼外形的定義,采用多種方法求解機(jī)翼參考面積;添加了起飛及著陸距離計(jì)算方法;添加了各系統(tǒng)重量及各部件及全機(jī)重心計(jì)算方法。2)在選定的總體參數(shù)設(shè)計(jì)空間內(nèi)采用“最優(yōu)拉丁方”法選取樣本點(diǎn),用客機(jī)總體綜合分析模型對(duì)這些樣本點(diǎn)分別計(jì)算分析,得到一系列關(guān)心的目標(biāo)量,采用帶交互項(xiàng)的二階多項(xiàng)式擬合目標(biāo)量與設(shè)計(jì)參數(shù)間的關(guān)系,精度檢驗(yàn)合格后用于快速分析及表達(dá)單、雙參數(shù)對(duì)目標(biāo)量(總重、油耗、成本等)的敏感性,用于總體設(shè)計(jì)階段參數(shù)的選取。3)基于Matlab/GUI開發(fā)用戶操作界面,用于輸入?yún)?shù)、調(diào)用分析、顯示飛機(jī)三維外形、查看分析結(jié)果。在Matlab環(huán)境下將界面、腳本文件、數(shù)據(jù)庫集成形成平臺(tái)。通過與實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了該平臺(tái)的準(zhǔn)確性。該平臺(tái)新開發(fā)或完善了各子模塊分析功能,更好地實(shí)現(xiàn)全面快速準(zhǔn)確的綜合多學(xué)科評(píng)估、敏感性分析,具備友好的操作界面和使用流程,集成與運(yùn)行環(huán)境統(tǒng)一,構(gòu)架清晰,擴(kuò)展性強(qiáng),為客機(jī)總體設(shè)計(jì)提供了有用的工具。
【關(guān)鍵詞】：客機(jī) 總體設(shè)計(jì) 推進(jìn)特性 操穩(wěn)評(píng)估 起落架快速設(shè)計(jì) 重量重心 敏感性分析 平臺(tái)集成
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V221.92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-16
• 第一章 緒論16-21
• 1.1 客機(jī)總體綜合分析平臺(tái)的意義16
• 1.1.1 客機(jī)總體設(shè)計(jì)流程16
• 1.1.2 客機(jī)總體綜合分析平臺(tái)的意義16
• 1.2 客機(jī)綜合設(shè)計(jì)工具發(fā)展?fàn)顩r16-19
• 1.2.1 歷史發(fā)展16-17
• 1.2.2 典型客機(jī)綜合設(shè)計(jì)分析平臺(tái)17-19
• 1.3 民航運(yùn)輸機(jī)分析平臺(tái)（CTAP）19-20
• 1.4 本文內(nèi)容20-21
• 第二章 各學(xué)科（子模塊）的理論方法21-58
• 2.1 推進(jìn)系統(tǒng)21-24
• 2.1.1 推力特性21-23
• 2.1.2 油耗特性23-24
• 2.1.3 非標(biāo)準(zhǔn)大氣溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)特性的影響24
• 2.1.4“涵道比”等發(fā)動(dòng)機(jī)特征參數(shù)的影響24
• 2.2 幾何模型與主要幾何參數(shù)的計(jì)算24-32
• 2.2.1 雙段式機(jī)翼外形24-25
• 2.2.2 機(jī)翼參考面積及弦長計(jì)算25-28
• 2.2.3 其他部件的幾何模型與浸潤面積28-30
• 2.2.4 內(nèi)部容積30-32
• 2.3 氣動(dòng)特性32-34
• 2.3.1 干凈構(gòu)型32-33
• 2.3.2 低速構(gòu)型33-34
• 2.4 重量重心34-42
• 2.4.1 重量分類34
• 2.4.2 部件結(jié)構(gòu)重量計(jì)算34-35
• 2.4.3 各系統(tǒng)重量計(jì)算35-40
• 2.4.4 重心位置估算40-42
• 2.5 起落架初步設(shè)計(jì)及其重量估算42-47
• 2.5.1 起落架位置42-44
• 2.5.2 輪胎輪轂尺寸及重量44-45
• 2.5.3 剎車裝置尺寸及重量45-46
• 2.5.4 緩沖支柱尺寸及重量46
• 2.5.5 B737-800算例46-47
• 2.6 典型性能參數(shù)計(jì)算47-51
• 2.6.1 起飛性能47-49
• 2.6.2 著陸性能49-50
• 2.6.3 航線性能50-51
• 2.7 操縱性穩(wěn)定性分析51-56
• 2.7.1 縱向靜穩(wěn)定性和操縱性51-52
• 2.7.2 橫航向靜穩(wěn)定性和操縱性52-54
• 2.7.3 動(dòng)穩(wěn)定性54-56
• 2.8 成本56-57
• 2.8.1 DOC的構(gòu)成56
• 2.8.2 DOC的計(jì)算方法56-57
• 2.9 小結(jié)57-58
• 第三章 基于代理模型的總體參數(shù)敏感性分析58-65
• 3.1 代理模型58-61
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)58-59
• 3.1.2 樣本點(diǎn)分析59
• 3.1.3 代理模型建立59-60
• 3.1.4 代理模型的檢驗(yàn)60-61
• 3.2 參數(shù)敏感性分析61-62
• 3.3 分析結(jié)果可視化62-64
• 3.3.1 單參數(shù)敏感性分析62
• 3.3.2 組合參數(shù)敏感性分析62-64
• 3.4 小結(jié)64-65
• 第四章 CTAP的構(gòu)架與用戶界面開發(fā)65-70
• 4.1 平臺(tái)開發(fā)環(huán)境65
• 4.2 CTAP組織框架65-66
• 4.3 用戶界面開發(fā)方法66-70
• 4.3.1 Matlab/GUI簡(jiǎn)介及步驟66
• 4.3.2 設(shè)計(jì)原則66-67
• 4.3.3 界面基本元素67
• 4.3.4 CTAP界面67-70
• 第五章 關(guān)鍵子模塊驗(yàn)證及平臺(tái)應(yīng)用示例70-91
• 5.1 主要子模塊驗(yàn)證70-73
• 5.1.1 氣動(dòng)子模塊驗(yàn)證70
• 5.1.2 重量子模塊驗(yàn)證70-72
• 5.1.3 性能子模塊驗(yàn)證72-73
• 5.2 應(yīng)用算例73-91
• 5.2.1 輸出的報(bào)告75-85
• 5.2.2 輸出的圖形和曲線85-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 本文工作總結(jié)91-92
• 6.2 CTAP的特點(diǎn)92
• 6.3 進(jìn)一步工作92-93
• 參考文獻(xiàn)93-96
• 致謝96-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表（錄用）論文情況97

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