创新设计实践说明书格式.docx
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创新设计实践说明书格式
创新设计实践说明书
轻型运动飞机设计
学院：
航空学院
专业：
航空电子与控制工程
姓名：
朱瑶，黄秋怡，邓雄峰，佘乐乐，刘天锦
指导教师：
张文华
中国·珠海
二○一四年12月
创新设计实践任务书
一、创新设计实践目的
通过专业实践，进一步理解所学内容，使学生把所学到的课程内容结合起来，把飞机总体设计、力学、材料等课程所学到的知识，同现实结构联系起来，做到整体与局部的合理协调，增强对结构设计准则的把握。
此课程的主要任务目标为：
1、训练学生的发现问题、分析问题的能力。
2、训练学生综合运用各种创新思维的方法进行解决问题的能力。
3、了解并熟悉创新设计的一般流程。
二、创新设计实践内容
创新设计实践的教学内容侧重于轻型运动飞机的创意设计，构想未来人类对轻型运动飞机的需求，并基于需求分析描述设计方案的任务目标，展望它的应用前景。
本创新设计要求学生单独或以小组方式（不多于5人）完成一款固定翼轻型运动飞机的设计，要求设计资料完整，设计出的飞机具有创意新颖性和高的效费比，并具有工程可实现性。
1、创意新颖性：
明显区别于现有同类款式的飞机，功能实用，特点突出；构型时尚，内部布局合理，外型美观。
2、设计科学性：
所依据的科学原理正确，构型与结构设计完整，系统配置与选型合理。
3、工程实现性：
设计出的飞机在现有技术条件下，可以制作出来。
4、维护性：
维修简便，尽可能提供满足拥有者和操作者自主维修需求的可能。
5、经济性：
在保证性能的前提下，通过采取适当的技术手段，实现低售价和低使用费用。
三、创新设计实践要求
创新设计者需提交一份外形图（美工图）/电子样机，一份设计说明。
可以选择提交制作过程的相关视频。
设计说明（字数原则上不少于2000字）应包括但不限于以下内容：
1、总体设计
包括飞机总体构型，给出飞机重量、几何形状和尺寸等参数。
2、工艺可实现性
包括所设计飞机的制造方案、主要部件的可加工性分析等。
3、创新性
主要说明飞机设计的创新点和创意。
4、目标成本
给出成本预测和目标售价。
四、基本性能参考指标
1、单发、螺旋桨、固定翼轻型运动飞机。
2、最大起飞重量：
不大于600千克（水上飞机构型为650kg）。
3、载客数（含驾驶员）/载重量：
2人/160kg
4、选用市场上现有的、满足适航要求的发动机。
5、设计构型应有能根据客户需求由陆上型向水陆两栖扩展的可能性，总体构型方案要有明确的创意说明。
目录
创新设计实践任务书1
课程设计过程4
一、机翼的设计4
（1）翼梁（longeron）4
（2）翼肋（wingrib）5
（3）蒙皮（skin）5
二、发动机的选择5
三、尾翼的设计6
四、起落架的设计6
总结与展望7
参考文献9
课程设计过程
一、机翼的设计
机翼的功能：
function）产生升力,具有一定的横测安全性和操纵性。
机翼的外形：
（appearance）对飞机的气动性能和结构性能有重要的影响。
采用的机翼是平凸翼型，平凸翼型结构简单，便于生产，而且气动性能比较好，所以对于低速飞机应用较多。
机翼的受力结构包括内部的骨架和外部的蒙皮以及机身连接的机头，骨架由纵向元件和横向元件组成，纵向元件有翼梁，横向元件有翼肋。
（1）翼梁（longeron）
翼梁是飞机中的主要受力构件，它承受机翼的剪力和弯矩，翼梁主要由上下缘条和腹板组成，缘条承受由弯矩产生的拉，压轴向力；腹板承受剪切力，本机型采用的是翼梁构造形式是“工字形”，沿长度方向采用等强度设计。
这种设计的优点是：
在相同高度相同重量情况下，带有立柱加强而腹板上无任何开孔，其强度最大，这种结构的翼梁制造工艺简单，成本低，适用于轻型飞机。
（2）翼肋（wingrib）
翼肋由缘条、直支柱、斜支柱组成。
此机型的翼肋按功能为普通翼肋，此种翼肋只承受气动载荷，形成并维持翼剖面形状，把蒙皮传给它的局部气动力传给翼梁腹板，腹板用来承剪，上下缘条用来承受因弯矩而产生的正应力，并连接蒙皮，普通翼肋的抗剪强度，本机型的翼肋有较大的承受预度，因此在腹板上开剪轻孔以减轻重量
（3）蒙皮（skin）
蒙皮是包围在骨架外面保持机翼气动外形的构件本机型的机翼还参与机翼的总体受力，蒙皮与翼梁腹板所构成机翼盒式梁受到盒翼肋沿壁式周缘传来的引起机翼扭转变形的力矩。
二、发动机的选择
tax现在占着全世界的75%的轻型发动机的市场，可是rotax是由机带齿轮箱变速输出的，会损失一些功。
再看看thielert，按照Thielert自己的说法，装备Ceturion发动机比同类飞机节约40%燃油费用、增加30%航程。
柴油机上有很多缺点的，不然早广泛应用了。
柴油机最大问题是重量和尺寸，另外众所周知国内柴油品质真的不敢恭维关于Limbach发动机，其四冲程发动机源于大众甲壳虫的Flat-4发动机。
其中limbach L550拥有超轻的重量，耐久的使用寿命，被国内爱好者，尤其是玩旋翼机的奉为神器。
limbach L2400DT.X系列更是limbach的优势产品，运用电喷、液冷、二级涡轮增压技术，可以飞得更高。
莱康明（LYCOMING）拥有最齐全的水平对置、空气冷却、四、六或八缸飞机发动机，动力范围从100至400马力，汽化或喷油，通常吸气或增压。
但是在130-160hp的功率范围，不是他的优势产品。
再看看所选择的发动机功重比
3、尾翼的设计
尾翼的功能是保证飞机的俯仰平衡和航向平衡，并使飞机具有俯仰和航向的安全性和操作性。
SEAGULL200飞机的尾翼采用水平尾翼和垂直尾翼组成，平尾由固定的水平安定面和可偏转的升降舵组成。
垂直尾翼由固定的垂直安定面和可偏转的方向舵组成。
四、起落架的设计
飞机起落架是供起飞，降落，在陆地滑跑，滑行和停放等作用，吸收着陆时的撞击能量和改善起降性能。
本机型采用的是带撑杆的支柱式起落架，支柱式起落架常用在起落架较高，着陆速度较快，用于主起落架上。
减震器采用的是油气式减震器，在气体减震器的结构上增加油液和限流孔，由于流速很高，摩擦力很大，摩擦生热，将其撞击能变成热能散失掉。
总结与展望
名称：
SEAGULL200
载客量：
2人
翼展：
8.68米
机长：
5.02米
机高：
1.71米
最大起飞重量：
240kg
最大着陆重量：
230kg
最大平飞速度：
120公里/小时
起飞滑跑距离：
60米
最远降落距离：
220米
预估价格：
100~120万
部件名称
价格
数量
备注
发动机
35万
1
ＤＬ２４００
机身（复合材料）
15万
1
机翼
10万
1
尾翼
5万
1
电子仪器设备
8万
若干
其他材料
13万
若干
人工费用
15万
5人
合计
101万
3MAX平面剖析图
此次的轻型飞机设计是我们小组的第一次尝试，在没有基础的情况下我们都是第一次做，虽然有些地方做到不好，但通过这次课程设计也学到了很多东西。
更加开阔我们的创新能力和思维能力，让我们对有关飞机的各方面知识有了更充分的了解，知道如何学以致用，并且通过讨论也让我们原本不能解决的问题通通解决掉，虽然很多地方今后还需要完善，但是却是我们一次伟大的尝试，尤其接触了3DMAX软件，让我学会了如何去简单的绘图。
本次的课程设计让我受益匪浅，也让我知道了如何克服困难，如何将学到的东西学以致用，这都是以后的工作和生活中很关键的，最主要的是加强了我的航空素养，对今后找工作进行了一次铺垫，感谢老师的辛勤教导。
参考文献
《飞机制作学》-----------沈阳航空航天大学--------邓忠林
《飞机结构设计》---------国防工业出版社----------王志瑾
《飞行器制造技术基础》---北京航空航天大学--------陈文亮
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