和強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)做后盾,才能保證創(chuàng)造成功。也就是說(shuō),在總體設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)設(shè)法避免
盲目創(chuàng)新,盡量減少無(wú)根據(jù)的決策而帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。因此,在設(shè)計(jì)中所采用的各種新技術(shù)都要經(jīng)
過(guò)預(yù)先研究,或是在設(shè)計(jì)過(guò)程中廣泛進(jìn)行試驗(yàn)加以驗(yàn)證。
航空科學(xué)技術(shù)預(yù)研工作非常重要,以便為飛機(jī)設(shè)計(jì)建立科學(xué)技術(shù)的儲(chǔ)備。否則,就不可
能使所設(shè)計(jì)的方案真正具有創(chuàng)造性和先進(jìn)性。例如,在沒(méi)有研制出可用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和在空
氣動(dòng)力研究中沒(méi)有解決后掠翼的問(wèn)題以前,設(shè)計(jì)超音速飛機(jī)只能是空想。
總之,設(shè)計(jì)就要?jiǎng)?chuàng)新,尤其是在總體方案設(shè)計(jì)階段,特別要盡可能多地采用先進(jìn)的技術(shù)
措施,以保證設(shè)計(jì)的飛機(jī)具有競(jìng)爭(zhēng)力,而不至于一出臺(tái)就落后、過(guò)時(shí)。不僅設(shè)計(jì)新飛機(jī)如此,
漸改設(shè)計(jì)、改型設(shè)計(jì),也一樣要采用先進(jìn)技術(shù),要?jiǎng)?chuàng)新。為減少風(fēng)險(xiǎn),要加強(qiáng)預(yù)研工作和在
設(shè)計(jì)過(guò)程中廣泛進(jìn)行有針對(duì)性的理論研究和試驗(yàn)研究,做到創(chuàng)造性與科學(xué)性相結(jié)合。
二、反復(fù)迭代,多輪逼近
飛機(jī)總體設(shè)計(jì)另一明顯的特點(diǎn)是采用反復(fù)迭代、多輪逼近的方法。簡(jiǎn)言之,首先根據(jù)國(guó)
民經(jīng)濟(jì)或國(guó)防建設(shè)的需要,擬定出飛機(jī)的使用技術(shù)性能或戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能要求,然后,根據(jù)所
擬定的設(shè)計(jì)要求確定飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案的各種參數(shù),定出飛機(jī)總體設(shè)計(jì)方案的過(guò)程。由于飛
機(jī)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,和對(duì)飛機(jī)所提出設(shè)計(jì)要求的多樣性,使得現(xiàn)代飛機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)不可能
一次完成,而是需要反復(fù)迭代,逐漸逼近。也就是說(shuō),每一輪在步驟和原理上都是一樣的,
但并不是簡(jiǎn)單的重復(fù),每進(jìn)行一輪都要使總體方案更加完善、具體和能更好地滿足設(shè)計(jì)要求。
此外,飛機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程,方案的確定往往與人的因素有關(guān)。在飛機(jī)總體設(shè)計(jì)過(guò)
程中,離不開(kāi)設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性的構(gòu)思、綜合的判斷和必不可少的決策。因此,傳統(tǒng)的飛機(jī)總
體設(shè)計(jì)工作與一般的系統(tǒng)分析工作不同,幾乎不存在唯一性。對(duì)于相同的設(shè)計(jì)要求,往往會(huì)
有若干個(gè)不同方案,這就有一個(gè)優(yōu)化的問(wèn)題。因?yàn)榉治鲇?jì)算一個(gè)方案的工作量大,設(shè)計(jì)參數(shù)
變化需要重新估算重量、推進(jìn)性能、氣動(dòng)特性并在此基礎(chǔ)上再次重新計(jì)算飛機(jī)的各種性能,
所以很費(fèi)時(shí)間。目前,國(guó)內(nèi)外的許多飛機(jī)設(shè)計(jì)部門都廣泛使用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的
程序系統(tǒng),不僅可以縮短設(shè)計(jì)周期,而且也可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中引入最優(yōu)化設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),利用計(jì)
算機(jī)對(duì)飛機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,這樣,就可以得到最佳的設(shè)計(jì)方案。飛機(jī)總體設(shè)計(jì)過(guò)程的
框圖如圖1.3 所示。
實(shí)際上,在飛機(jī)的整個(gè)研制過(guò)程中,各設(shè)計(jì)階段之間也要反復(fù)進(jìn)行迭代,逐漸逼近。例
如,在總體方案初步確定后,要進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,要完成飛機(jī)各部件、各系
統(tǒng)和零構(gòu)件的設(shè)計(jì),需要進(jìn)行大量、精確的計(jì)算工作和試驗(yàn)研究,所得到的精確的幾何數(shù)據(jù)
和重量數(shù)據(jù),又成了進(jìn)一步修改和完善總體方案的依據(jù)。根據(jù)這些詳細(xì)、精確的數(shù)據(jù),才能
最終完成飛機(jī)的重量計(jì)算、重心定位和內(nèi)部布置的工作,所以,這也是在更大范圍內(nèi)的反復(fù)
迭代、逐漸逼近的過(guò)程。總之,可以說(shuō)反復(fù)迭代、逐漸逼近是飛機(jī)整個(gè)研制工作的一大特點(diǎn),
而在總體方案設(shè)計(jì)階段尤其明顯。飛機(jī)設(shè)計(jì)工作之所以具有這種特點(diǎn),是由于飛機(jī)設(shè)計(jì)要求
的多樣性和矛盾性造成的,對(duì)一架飛機(jī)各方面的設(shè)計(jì)要求非常多,無(wú)論是在飛行性能、使用
和維護(hù)性能、安全性、經(jīng)濟(jì)性以及軍用飛機(jī)的作戰(zhàn)性能等各方面都有一系列的具體要求,而
各種要求之間又往往是互相矛盾的,例如,要增大飛機(jī)的飛行速度,就需要減小機(jī)翼的面積,
采用相對(duì)厚度較小的翼型,這就與降低起飛著陸速度、減小滑跑距離的要求相矛盾。此外,
機(jī)翼參數(shù)還與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、重量以及內(nèi)部容積的利用有關(guān)。許多因素互相影響,有的則是互
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為因果,這就是造成飛機(jī)總體方案設(shè)計(jì)工作需要反復(fù)迭代的基本原因。
三、綜合與協(xié)調(diào)
現(xiàn)代飛機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,機(jī)載設(shè)備的種類和所占的比例不斷增加,使飛機(jī)設(shè)計(jì)工作涉及空
氣動(dòng)力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)控制、電子技術(shù)、航空材料及制造工藝等多種專業(yè)技
術(shù)領(lǐng)域,需要眾多的各類專業(yè)技術(shù)人員參加,所以現(xiàn)代飛機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)際上是一種依靠集體智慧
進(jìn)行創(chuàng)造性的工作,需要各專業(yè)之間的分工、合作和密切配合,特別要注意各方面的綜合和
協(xié)調(diào)才能成功。如果大家各持己見(jiàn),不考慮全局,不注意綜合和協(xié)調(diào),則不會(huì)設(shè)計(jì)出好的飛
機(jī)來(lái)。
設(shè)計(jì)要求
初步方案
分析計(jì)算
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