论文摘要
航空工业是我国的战略性产业,通用航空的发展对整个国家的经济发展将起到巨大的推动作用。目前,作为通用航空之一的水上飞机在我国存在空白。本文的工作是将运-12改型设计成双浮筒式水上飞机Y-12S,最终给出一个具有工程实际意义的总体设计方案。为此,本文进行了以下研究工作:通过分析运-12飞机的总体特点,确定将飞机改型为双浮筒式水上飞机,在此基础上提出运-21S飞机的总体设计方案,并论证可行性;选择浮筒的模型,计算出运-12S飞机浮筒的外形数据,设计浮筒的隔框布置,完成浮筒的外形总体设计;通过CAD软件CATIA对浮筒外形建模,选择浮筒的制造材料,分析复合材料制造浮筒的优势,计算浮筒的外载荷、浮筒的蒙皮厚度及隔框厚度。在此基础上设计浮筒的内部结构,利用有限元方法分析和校核了所设计浮筒的结构强度;进行了运-12S飞机的重心计算,确定浮筒与机身的安装位置并校核飞机的静稳定性和抗沉性,估算Y-12S飞机的飞行性能,并与运-12进行比较;研究水上飞机喷溅的成因及特点,采取防溅方案,协调并优化初始设计方案。讨论设计和使用中的其它一些问题,采取相应的解决措施。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景1.2 国内外水上飞机的发展历史及研究现状1.3 本文的主要研究内容及方法第二章 运-12S 水上飞机的总体方案设计2.1 水上飞机的形式及特点2.2 陆上飞机加装浮筒的任务2.3 运-12S 水上飞机初步总体设计方案确定2.3.1 运-12 飞机的特点2.3.2 运-12S 水上飞机滑水体形式的选择2.3.3 浮筒的布置和支承2.3.4 动力装置与螺旋桨的选择2.3.5 运-12S 水上飞机总体设计方案2.4 运-12S 水上飞机总体设计方案论证2.5 小结第三章 运-12S 水上飞机浮筒初步设计3.1 水上飞机浮筒的外形特点及其对流体动力的影响3.1.1 浮筒的外形特点3.1.2 浮筒外形对流体动力的影响3.2 浮筒的结构形式3.3 运-12S 水上飞机浮筒模型选择3.3.1 双浮筒式水上飞机的浮筒模型比较3.3.2 运-12S 水上飞机浮筒模型选择3.4 运-12S 水上飞机浮筒计算3.4.1 浮性计算3.4.2 浮筒的理论值计算3.5 小结第四章 运-12S 水上飞机浮筒CAD 设计及强度分析4.1 CATIA 软件简介4.2 浮筒外形数据4.3 浮筒的外形及隔框设计4.3.1 确立坐标系4.3.2 模型的建立4.4 运-12S 水上飞机浮筒的外载荷计算4.4.1 浮筒底部结构受力分析4.4.2 浮筒支撑连接点结构受力计算4.4.3 运-12S 水上飞机浮筒着水时外载荷计算4.5 浮筒的内部结构设计及模型的建立4.5.1 浮筒的制造材料及性能优势4.5.2 浮筒的内部结构设计及模型的建立4.5.3 MSC.Nastran 有限元分析浮筒模型及结果讨论4.6 小结第五章 飞机重心定位及其浮筒安装、稳定性校核、性能估算5.1 运-12S 水上飞机浮筒的纵向安排和飞机重心计算5.1.1 浮筒纵向安排要求5.1.2 运-12S 水上飞机正常重量时的重心计算5.1.3 浮筒的安排和支撑位置5.2 运-12S 水上飞机的静稳定性校核5.2.1 水上飞机静稳定性的概念5.2.2 稳心半径的计算5.2.3 运-12S 水上飞机的静稳性校核前提5.2.4 纵向静稳性校核5.2.5 横向静稳性校核5.2.6 运-12S 水上飞机的抗沉性检验5.3 运-12S 水上飞机性能估算5.3.1 平飞推力5.3.2 推力P 计算5.3.3 空气动力阻力计算5.3.4 流体动力阻力计算5.3.5 失速速度5.3.6 最大爬升率和最有利爬升速度5.3.7 最大平飞速度5.3.8 运-12S 水上飞机起飞滑水距离与滑水时间5.3.9 运-12S 水上飞机与运-12 的飞行性能比较5.4 小结第六章 水上飞机的喷溅研究和设计中的其他问题的讨论6.1 水上飞机的喷溅研究6.1.1 喷溅对水上飞机的危害6.1.2 喷溅的形成6.1.3 运-12S 水上飞机的喷溅影响分析6.2 设计中的其他问题的讨论6.2.1 水上飞机的着水撞击对支撑杆设计的影响6.2.2 运-12S 飞机的锚泊6.2.3 浮筒的重量及腐蚀问题6.3 小结第七章 结论与展望7.1 本文的主要工作与贡献7.2 后续研究工作与展望参考文献致谢在学期间发表的学术论文
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