民用飞机经济性设计方法及其在新技术评估中的应用

摘要

随着社会经济的发展，民众对航空旅行的需求不断增长，民航运输的市场开放程度不断提高，由之带来的航空公司之间的竞争推动飞机制造商在全寿命成本的约束条件下不断提高飞机的运营经济性，民用飞机的经济性已经成为满足市场竞争要求，取得商业成功的核心指标。民用飞机的研发理念也由上世纪八十年代之前的以技术为主要导向转向了以经济性为主要导向，本文的工作重点是民用飞机面向经济性的设计方法及其应用。
　　飞机总体设计是一个需要反复迭代的过程，用经济性作为民用飞机设计的指标之一，设计出在满足气动、性能等众多传统指标的同时经济性更为优良的飞机设计方案，需要发展出一套面向经济性的民用飞机设计方法。本文梳理总结了民用飞机的概念设计以及流程，并且论述和总了民用飞机经济性的两个主要估算模型——全寿命周期成本模型和直接运营成本模型。随后，利用飞机总体设计和经济性估算模型这两个理论基础，详细阐述了民用飞机的经济性设计方法和流程。
　　在此理论基础上，为实现民用飞机经济性设计流程，使用MATLAB，JAVA和C语言构建了一个多层次的混合程序架构，其中融入了飞机重量，布局，气动，性能，经济性，噪音和发动机排放等设计模块。同时本文还梳理出飞机总体设计的参数关系，为分析参数间的影响传递关系提供支持。最后使用该程序针对典型技术措施的应用对飞机经济性的影响进行了分析。该工具既可以用于面向经济性的飞机方案优化，又可以对新技术的潜在影响进行分析，为新技术研究的决策提供依据。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3本文的研究工作

第二章 民用飞机总体设计方法

2.1初始参数估算

2.2初始布局设计

2.3总体参数详细设计

2.4性能

2.5噪声排放

2.6本章小节

第三章 民用飞机经济性设计

3.1民用飞机经济性设计方法

3.2全寿命周期成本估算模型

3.3算例

3.4本章小节

第四章 民用飞机经济性设计程序

4.1程序框架

4.2民用飞机数据库

4.3飞机设计参数关系图

4.4本章小节

第五章 新技术评估

5.1经济性的技术因素分析

5.2新技术评估方法

5.3发动机先进技术评估

5.4复合材料机翼

5.5本章小结

第六章 结论

6.1结论

6.2后续研究工作

附录A：输入参数表单

附录B：输出部分参数表单

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

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