加权法在飞机设计中的应用

摘 要：在飞机设计中，对机的结构方案的选择有很多方法，文章介绍通过加权法对方案进行比较分析，选出最优的方案。

关键词：加权法；飞机设计；结构方案优化

1 概述

随着飞机设计技术的发展，飞机的结构方案越来越多，结构方案的决定因素也越来越多，结构方案的优选比较在一定程度上决定了该项目的研发进度及研发成本，所以方案的评价就显得很重要。方案的优选评价分定性评价和定量评价两部分，其中定性评价部分因为没有统一的标准，所以很难准确地判断和选择。为了解决这样的问题，飞机结构方案的定量评价就成为飞机设计中结构方案优化选择的发展趋势。

定量评价方法很多，其中加权法模型简单，计算简便，在国外加权法在很多公司都用机结构方案的优化选择。

2 基本分析方法

在确定结构方案的评价因素后，运用加权法得出各个方案的数值分析结果，根据结果可以对结构方案形成判断和选择。

2.1 确定评价因素

在对结构方案进行评判和选择之前，根据要选择的方案类型确定方案的评价因素，因为不同的类型其评价因素不同，一般来说对于结构设计方案其评价因素有：传力路线、受力形式、损伤容限特性、重量、零件数量、紧固件数量、加工工艺、材料成本、加工成本、加工难度、装配难度、总装工时等。

2.2 确定评价因素的权重值

在飞机的结构设计方案中评价因素的权重值并不是一成不变的，要根据飞机结构的功能和部位分别对待，一般因素权重值取1，重要因素权重值取2（一般来说权重值不要相差太大，否则对结果影响较大）。比如在框的方案选择上，对于增压机身段，损伤容限特性是最重要的因素，因此权重值取2，对于非增压的机身段损伤容限特性的权重值就可以取1。

2.3 确定满足设计要求的可行性方案

在飞机设计中对于同一结构，我们可能会提出很多种方案，只要能够想到的方案我们都要一一列举出来，这些方案有的是能够满足设计要求，有的不一定能满足设计要求，在用加权法对方案进行判定和选择之前应该先对所有的方案进行定性分析，将不能满足设计要求的方案排除在外。注意在用加权法进行判定和选择时，满足设计要求的方案至少要有3种方案。

2.4 分析和判定表

对设计方案的分析和判定要按照下表来进行，从若干方案中先选择一个方案作为参考基准，其他的方案都与该方案作对比分析完成该表。

2.5 选择方案

通过上面的统计表我们可以得到所有方案的加权数和有利项的总数，在选择方案时我们首先要看加权数高的方案的有利项是否最多，如果最多则该方案为最优方案，负责则要和有利项最多的方案进行更加详细的对比分析，选出最优方案，选出的方案作为优先方案，再从其他方案中选出第二优选方案作为我们的备选方案。

3 结束语

通过该方法我们基本上能够从众多的方案中优选出满足设计要求的设计方案，由于本人经验有限，难免有不到之处，希望大家理解，本文仅供参考学习。

作者简介：尤宏良（1973-），男，陕西西安人，中航沈飞民用飞机有限责任公司总体室，主研方向：飞机总体设计。