基于環(huán)保和經濟性的民機概念設計.pdf

1、隨著航空業(yè)的發(fā)展，民用飛機對環(huán)境污染越來越受到重視。飛機對環(huán)境的影響主要體現在噪聲污染和排放污染兩方面。在概念設計階段，噪聲的預測直接影響飛機的整體性能和經濟性，同時也是評價滿足國際適航標準的重要指標。航空排放雖然在全球總排放中所占比例不大，但是航空業(yè)的迅猛發(fā)展導致航空排放增長速度高于任何其他行業(yè)。因此為使設計的飛機更具有全球市場競爭力，在概念設計階段，除了要考慮飛機的可靠性、安全性、舒適性和經濟性等幾項評價指標之外，必需明確飛機環(huán)保特

2、性的重要性和必要性。
　　基于以上事實和理由，本文圍繞著以下邏輯順序逐步深入展開論述。首先提出問題，即指出飛機概念設計階段分析飛機環(huán)保特性的重要性及其意義所在。其次是分析問題，即對比現有的估算方法，建立適用的飛機噪聲估算模型和污染氣體排放模型，找到定量評價方法與方案設計參數的關系。最后是解決問題，結合飛機經濟性分析，使用遺傳優(yōu)化算法選擇環(huán)保經濟性最優(yōu)的設計方案，同時指出提高飛機環(huán)保性造成的經濟代價。
　　在概念設計階段，噪聲

3、估算方法以半經驗法為優(yōu)。本文深入分析Fink方法和Guo方法的估算模型，以起落架估算為例，對比兩種方法與設計參數之間的關系。同時以Boeing737-800為樣機，根據適航噪聲測量要求，分別采用Guo方法和Fink方法對飛機各部件機體噪聲進行估算，進而定量分析飛機各部件噪聲分布情況。
　　航污染氣體排放對環(huán)境的影響已經引起各國政府的高度重視，歐盟已以法規(guī)的方式對民用飛機尾氣排放總量進行控制。本文列舉出國際上已經出臺的各項治理措施，

4、重點關注已將民機氣體排放納入其中的排放配額管理制度。同時，根據國際民航組織發(fā)布的發(fā)動機測試數據，結合飛機性能建立與設計方案關聯(lián)的污染氣體排放模型，并以樣機為算例計算各出定量結果。
　　如何改變設計方案得到滿足國際標準的環(huán)保型飛機是探討飛機環(huán)保最終要解決的問題。因此，本文以飛機環(huán)保特性為目標，在滿足飛機性能約束的條件下，結合飛機概念設計中重量和氣動特性計算，使用遺傳算法優(yōu)化設計變量，進而得到某一范圍內的最優(yōu)環(huán)保設計方案。