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三、回顧典型飛機設計要求
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大部份的飛機是設計為符合某些要求。這些設計要求可分類為
1. 任務要求
2. 適航性要求
3. 環境要求
4. 費用要求
5. 製造要求
6. 維護及可配合性要求
這六類中,每一類的特定設計要求的例子列於表一。通常飛機設計者要面對這些設計要
求的次項目。從數學觀點,許多(非全部)設計要求可化為簡單的跼限方程式。有時候,
「傳統」飛機外型不易滿足所有的跼限方程式。
在參考資料2.中,有詳細說明如何由設計要求合理地推演出飛機設計。
「奇特」外形多半是由下列過程中的一種推演出來的:
A. 設計者面對大量指定的設計要求,而這些要求從未整合於一架飛機上。此情況可能
「驅使」設計者採用「奇特」的外形。
B. 設計者面對一個或多個極端的設計要求。傳統外形無法達成這個要求。這也可能「
驅使」設計者採用「奇特」的外形。
在第四節的範例將說明這幾點。
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表一、設計要求的一些例子
1. 任務要求 (通常由客戶指定)
1.1 性能規格
1.1.1 負載範圍
1.1.2 航程及/或耐航性
1.1.3 速度及高度
1.1.4 起飛、降落跑道長度
1.1.5 爬升率或爬升角、爬升時間
1.1.6 加速度及/或減速度
1.1.7 操控性:瞬間及/或持續的指定額外動力、靈敏度
1.2 操作規格
1.2.1 負載類型及安置
1.2.2 存活性 (彈射裝置、裝甲)
1.2.3 起飛表面:水、冰、雪地、軟地
1.2.4 高攻角能力
2. 適航要求 (政府訂定之條例)
2.1 性能規範
2.1.1 最小速度及參考速度
2.1.2 最小爬升率或爬升角,使用全部引擎或單一引擎時
2.1.3 起飛、降落跑道長度
2.2 穩定及控制規範
2.2.1 最低穩定性及控制性 (引擎或/及巡航系統正常及失效時)
2.2.2 最低操縱性
2.2.3 失速-螺旋下降特性
2.3 結構規範
2.3.1 最低設計負載因子
2.3.2 疲勞壽命 (陣風頻譜)
2.3.3 部份結構破壞時之安全性
2.3.4 墜機存活性
2.3.5 顫震及穩態氣彈特性
2.4 其他規範
其他重要規範的例子有
2.4.1 逃脫及緊急疏散之規範
2.4.2 系統規範:燃油系統、電子系統、液壓系統等等
3. 環境要求 (由政府制定)
3.1 機場及通訊噪音
3.2 內部噪音 (機員及乘客)
3.3 散放性 (微粒、臭氧層破壞)
4. 費用要求 (通常由客戶指定)
4.1 最低設計及發展費用
4.2 最低製造費用
4.3 最低操作費用
4.4 最低生命週期費用
4.5 最大投資回收
4.6 設計淨值
注意:有很多的統計證據顯示,費用與重量、系統複雜度、零件數及缺乏配合度有直接
的關聯。
5. 製造要求 (由製造者及/或客戶設定)
5.1 設計為符合現有製造能力
5.2 設計為符合未來製造能力
5.3 設計為符合現有或新的材料
5.4 設計為符合最少零件數及/或組合時最少生產時間
6. 維護及配合度要求 (由客戶及/或製造者設定)
6.1 引擎安裝及移除要求
6.2 儀器安裝及移除要求
6.3 主結構破壞之可檢查性
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參考資料
2. Roskam, J., ``Airplane Design, Part I through VI,'' 1985
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