基于環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性的民機(jī)概念設(shè)計.pdf

1、隨著航空業(yè)的發(fā)展，民用飛機(jī)對環(huán)境污染越來越受到重視。飛機(jī)對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在噪聲污染和排放污染兩方面。在概念設(shè)計階段，噪聲的預(yù)測直接影響飛機(jī)的整體性能和經(jīng)濟(jì)性，同時也是評價滿足國際適航標(biāo)準(zhǔn)的重要指標(biāo)。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(dǎo)致航空排放增長速度高于任何其他行業(yè)。因此為使設(shè)計的飛機(jī)更具有全球市場競爭力，在概念設(shè)計階段，除了要考慮飛機(jī)的可靠性、安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等幾項評價指標(biāo)之外，必需明確飛機(jī)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(jī)概念設(shè)計階段分析飛機(jī)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(xiàn)有的估算方法，建立適用的飛機(jī)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(shè)計參數(shù)的關(guān)系。最后是解決問題，結(jié)合飛機(jī)經(jīng)濟(jì)性分析，使用遺傳優(yōu)化算法選擇環(huán)保經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的設(shè)計方案，同時指出提高飛機(jī)環(huán)保性造成的經(jīng)濟(jì)代價。
　　在概念設(shè)計階段，噪聲

3、估算方法以半經(jīng)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(shè)計參數(shù)之間的關(guān)系。同時以Boeing737-800為樣機(jī)，根據(jù)適航噪聲測量要求，分別采用Guo方法和Fink方法對飛機(jī)各部件機(jī)體噪聲進(jìn)行估算，進(jìn)而定量分析飛機(jī)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(jīng)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(jī)尾氣排放總量進(jìn)行控制。本文列舉出國際上已經(jīng)出臺的各項治理措施，

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