飞机设计专业需要教什么(西北工业大学航空学院，陕西西安710072)摘耍：冃前大学里的飞机设计教学不能够满足航空工业界的要求。近年来教育界开展了许多改革措施，但并没有改善教育的基础和效果。本文首先总结了飞行器设计的学科框架，建议了在开始设计课程之前必须要理解的关于性能、气动、结构、推进、稳定性和操纵性方面的一些专题。在此基础上提岀了设计实践的重要性和开展途径，最后讨论了航空教育面临的问题。关键词：飞机设计；教学体系；学科框架；设计实践：V221文献标志码：A：1674-9324(2016)52-0206-03飞行器设计专业近些年來一直是航空领域最热门的专业，无论从招生或是就业方面都受到最高关注。但我们的飞行器设计教育现状却不容乐观，大多数毕业牛不能满足工程单位的需求。许多本科牛甚至研究牛进入单位后无法胜任工作，需要经过长时间的培训和适应。这一方面是由于学校环境和工程环境的文化差异，另一方面也要归因于高校的教学体系和培养目标不尽合理，无法满足工业界的需求。本文试图从工业界的需求出发,探讨高校的航空专业飞行器设计教育的知识体系构建和教学组织，希望提升学牛的基础能力和对具体工作的适应能力。一、什么是飞行器设计工业设计师VictorPapanek对设计的定义是“为构建有意义的秩序而付出的努力”[1]。这种定义比较抽象，它强调的是建立起秩序或规则。在实际设计工作中，不同专业领域的关注点会有不同，在形式、内容和行为方面均会有所体现。具体到飞行器设计，可以参看J.Roskam给出的定义[2]:"航空设计是迭代的、非唯一的过程；在这个过程当中，飞机构型、结构和系统集成在一起综合发展，以达到应用领域的基本指标要求。”Roskam的定义其实是将“设计”当作一个黑匣子，只看输出结果。至于其中的过程，则是相当复杂了，在他的八卷本、三千多页的著作《AirplaneDesign》中有详细论述。设计工作主要在于构思和规划，这些工作需要深厚的基础理论知识，也需耍广泛的实践经验。另外，还耍强调的是，设计的灵魂在于主动性和创造性。在航空设计学科的教学规划中，需要综合考虑这些方面。二、航空设计学科的知识体系设计课程植根于一系列基础学科之上，开始学习之前需要对这些基础知识有充分的理解。大致来说，在开始飞机设计课程之前，需要先修的课程包括以下学科。1.空气动力学一一包括空气动力学的基木概念和分析方法，如不可压流、可压流、无粘、粘性流等；翼型的基本特性，如升力、阻力、力矩特性；增升系统（襟翼、缝翼）的原理的效用；雷诺数和马赫数对气动特性的影响；三维机翼的特性，厚度、弯度、后掠角、展弦比、梢根比等的影响；机翼、机身、吊舱等部件之间的干扰效应；操纵面效能等。2•飞行性能一一掌握极曲线、发动机性能以及起降性能、爬升性能、巡航性能、机动性能等的计算与评估方法。3.稳定性与操纵性一一包括静态和动态分析，可以计算飞机气动力和力矩、静稳定导数和操纵导数，了解多种布局飞机的气动中心、中性点、机动点概念，机动飞行的配平，极限状态的操纵能力等；了解计算动导数的方法，分析短周期、振荡、螺旋和荷兰滚的基本模态；了解驾驶员评价准则，同时也要了解相关的民用和军用规范。4•推进系统一一了解各类发动机的原理和特点；学握螺旋桨特性、喷气发动机特性的计算方法，能够对进气道、尾喷管等部件进行分析和参数确定。5.结构一一了解气动载荷的特点和确定方法，可以分析主耍载荷及其传力路线，了解航空器主要结构型式及其分析方法，掌握有限元素法，还要对材料特性、工艺特性有基本的了解。6•自动飞行控制一一自动控制原理，基本分析方法如根轨迹法、伯德图，频域、吋域分析；增稳系统，基本自动飞行控制模式；飞行仪表的原理与使用，传感器动力学特性及其对闭环控制系统的影响等。以上提出的这些学科覆盖面广，知识点散布，在课程设置方面需要合理筹划，尤其要注意衔接问题。我们教学中曾经历先修课和后续课程同时开课的情况，学生在没有先修基础的情况下完全无法理解后续课程，造成教与学双方的极大浪费。另外，对于设计专业的学生，在以上课程的教学中需耍具备设计方面的内容。这意味着在教学过程中耍有大量的...