民用飞机起飞重量参数敏感性分析方法研究

摘要

民用飞机起飞重量可以简化为由三部分重量构成:使用空机重量、燃油和商载.在市场目标明确的情况下,飞机的商载是固定不变的,燃油重量在特定航程下,取决于发动机的耗油特性、飞机的气动升阻特性和起飞重量,而使用空机重量则受到诸多因素的影响,比如:飞机适航审定基础、总体技术方案、技术标准、材料工艺规范和设计制造水平等等.因此,本文基于型号经验数据的统计回归公式和Breguet公式,建立起民用飞飞机起飞重量参数敏感性分析模型和迭代计算流程,用于估算飞机的起飞重量.并以算例的形式分析了发动机耗油特性、气动升阻特性和使用空机效率与飞机起飞重量之间的相互关系.基于建立的飞机起飞重量参数敏感性分析模型,所作的算例分析表明,飞机的起飞重量、使用空机重量和燃油重量三者之间是相互耦合的.在满足飞机初始设计技术要求的前提下,较差的发动机耗油特性、气动升阻特性和结构系统效率,都将导致更大的燃油消耗、更大的机翼面积和尾翼面积、更强的起落架和更大的发动机,从而导致更大的起飞重量,反过来,更大的起飞重量又将使飞机的发动机耗油特性、气动升阻特性和结构效率变得更差.这种"滚雪球效应"式的重量迭代增加,将使飞机的整体经济性能急剧恶化,进而大大限制了飞机的市场前景,甚至项目的成败.因此,在飞机研制和生产过程中坚持贯彻的"轻重量"设计思想所带来的效益是极其有价值的。