《飞机设计》
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 文献综述
1.2.1 经济性模型的研究
1.2.2 价值驱动设计方法的研究
1.2.3 场景参数对飞机设计的影响
1.3 本文的研究工作
第二章 民用飞机总体设计方法与工具
2.1 引言
2.2 飞机设计相关参数
2.2.1 飞机设计参数
2.2.2 发动机参数
2.2.3 场景参数
2.3 飞机设计方法
2.3.1 重量估算
2.3.2 气动估算
2.3.3 经济性估算
2.4 飞机设计的流程
2.5 多层级的飞机设计架构
2.6 飞机设计方法的计算及验证
2.7 本章小结
第三章 商用飞机的价值驱动设计方法
3.1 引言
3.2 基于经济性的飞机设计
3.3 价值驱动设计
3.4 剩余价值
3.4.1 剩余价值计算模型
3.4.2 剩余价值模型的验证计算
3.5 SV与DOC的关系
3.6 价值驱动设计流程
3.7 本章小结
第四章 基于价值驱动方法的飞机设计方案优化与评估
4.1 引言
4.2 优化算法的简要介绍
4.3 机翼设计方案的优化
4.3.1 问题描述
4.3.2 基于DOC的机翼设计单目标优化
4.3.3 基于SV的机翼设计单目标优化
4.3.4 两种机翼优化设计方案的对比
4.3.5 多目标总体优化设计方案
4.4 飞机设计方案的参数优化
4.4.1 问题描述
4.4.2 基于DOC/ (Seats*Km)的单目标优化
4.4.3 基于SV的单目标优化
4.4.4 两种优化设计方案的对比
4.4.5 多目标优化设计方案
4.5 设计参数的敏感性分析
4.6 本章小结
第五章 场景条件对飞机设计的影响
5.1 引言
5.2 场景条件的相关敏感性分析
5.2.1 航空公司运营参数的影响
5.2.2 宏观经济性环境的影响
5.2.3 制造商生产参数的影响
5.2.4 制造商设计活动相关参数的影响
5.3 飞机运行参数对飞机设计的影响
5.4 本章小结
第六章 全文总结
6.1 工作总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
文章摘要:传统系统工程理论基于需求的设计难以得出什么样的设计才是最好的设计,此外不同CAE工具的使用仍然面临协同问题,大型飞机设计项目所面临的项目延期与预算超支仍然无法有效解决。飞机从设计开始到最终退出市场运营受到众多环境要素的影响,如何到符合特定运行场景的飞机设计方案同样是一个值得研究的课题。商用飞机的设计与评估是一项复杂的任务,除了需要满足安全性和技术指标之外,经济性成为了其能否取得商业成功的关键要素,在商用飞机的初始设计阶段对飞机经济性的分析至关重要。经济性是商用飞机的一项重要指标,在商用飞机的设计中,在设计满足气动,性能,环保等指标的前提下提升飞机的经济性具有重要的意义。本文利用价值驱动设计理念,结合飞机设计流程与设计程序,论述和总结了民用飞机设计的直接使用成本模型与剩余价值模型。并以这两个模型为目标函数,优化与评估了机翼与飞机的设计方案。为实现价值驱动的飞机设计流程与程序,本文使用C,JAVA与MATALB搭建了多层级的飞机设计程序,实现了飞机气动,重量与经济性等不同模块计算的深度耦合,为飞机设计方案的优化与评估奠定基础。同时梳理了飞机设计中的价值驱动设计的方法与流程,搭建了飞机设计的价值驱动设计框架,并使用剩余价值模型与直接使用成本模型对机翼与飞机设计方案进行优化与评估。基于剩余价值模型的价值驱动设计在飞机方案评估中的应用表明,价值驱动设计能够与飞机设计流程有效结合,对飞机设计方案进行优化。相比直接使用成本经济性指标,基于剩余价值的优化方案能够对飞机的产业经济性做出更大程度的优化。对飞机设计方案的多目标优化能够得到兼顾产业经济性与运营经济性的综合设计方案。由于商用飞机的生命周期长,飞机设计方案的评估与优化设计受到场景因素的影响。本研究探索了定量研究场景因素对飞机设计以及对飞机方案评估的影响,得到符合具体运行场景的飞机设计方案。
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