加權法在飛機設計中的應用

摘 要：在飛機設計中，對于飛機的結構方案的選擇有很多方法，文章介紹通過加權法對方案進行比較分析，選出最優的方案。

關鍵詞：加權法；飛機設計；結構方案優化

1 概述

隨著飛機設計技術的發展，飛機的結構方案越來越多，結構方案的決定因素也越來越多，結構方案的優選比較在一定程度上決定了該項目的研發進度及研發成本，所以方案的評價就顯得很重要。方案的優選評價分定性評價和定量評價兩部分，其中定性評價部分因為沒有統一的標準，所以很難準確地判斷和選擇。為了解決這樣的問題，飛機結構方案的定量評價就成為飛機設計中結構方案優化選擇的發展趨勢。

定量評價方法很多，其中加權法模型簡單，計算簡便，在國外加權法在很多公司都用于飛機結構方案的優化選擇。

2 基本分析方法

在確定結構方案的評價因素后，運用加權法得出各個方案的數值分析結果，根據結果可以對結構方案形成判斷和選擇。

2.1 確定評價因素

在對結構方案進行評判和選擇之前，根據要選擇的方案類型確定方案的評價因素，因為不同的類型其評價因素不同，一般來說對于結構設計方案其評價因素有：傳力路線、受力形式、損傷容限特性、重量、零件數量、緊固件數量、加工工藝、材料成本、加工成本、加工難度、裝配難度、總裝工時等。

2.2 確定評價因素的權重值

在飛機的結構設計方案中評價因素的權重值并不是一成不變的，要根據飛機結構的功能和部位分別對待，一般因素權重值取1，重要因素權重值取2（一般來說權重值不要相差太大，否則對結果影響較大）。比如在框的方案選擇上，對于增壓機身段，損傷容限特性是最重要的因素，因此權重值取2，對于非增壓的機身段損傷容限特性的權重值就可以取1。

2.3 確定滿足設計要求的可行性方案

在飛機設計中對于同一結構，我們可能會提出很多種方案，只要能夠想到的方案我們都要一一列舉出來，這些方案有的是能夠滿足設計要求，有的不一定能滿足設計要求，在用加權法對方案進行判定和選擇之前應該先對所有的方案進行定性分析，將不能滿足設計要求的方案排除在外。注意在用加權法進行判定和選擇時，滿足設計要求的方案至少要有3種方案。

2.4 分析和判定表

對設計方案的分析和判定要按照下表來進行，從若干方案中先選擇一個方案作為參考基準，其他的方案都與該方案作對比分析完成該表。

2.5 選擇方案

通過上面的統計表我們可以得到所有方案的加權數和有利項的總數，在選擇方案時我們首先要看加權數高的方案的有利項是否最多，如果最多則該方案為最優方案，負責則要和有利項最多的方案進行更加詳細的對比分析，選出最優方案，選出的方案作為優先方案，再從其他方案中選出第二優選方案作為我們的備選方案。

3 結束語

通過該方法我們基本上能夠從眾多的方案中優選出滿足設計要求的設計方案，由于本人經驗有限，難免有不到之處，希望大家理解，本文僅供參考學習。

作者簡介：尤宏良（1973-），男，陜西西安人，中航沈飛民用飛機有限責任公司總體室，主研方向：飛機總體設計。