三十三、計算機輔助設計和製造
電子計算機、圖形顯示工作站、數據庫和數控設備綜合應用於飛行器設計和製造，借以加快研製進度，提高飛行器性能的技術，又稱設計製造一體化。它是飛行器設計和製造的有力工具。
（一）發展過程在飛行器設計中，起初電子計算機僅用於複雜的工程分析計算，如飛行器表麵流場的計算，複雜結構的應力分析等。大型數控繪圖機和通用繪圖軟件以及交互圖形顯示器的出現，使設計人員可以用光筆在圖形顯示器的熒光屏上生成和修改圖形，實現人機對話式的操作，從而把人的思維、判斷能力與計算機的高速運算和記憶能力結合起來，形成計算機輔助設計。與此同時，數控加工技術也在不斷發展。20世紀70年代以後逐步形成了完整的計算機輔助設計和製造係統，這種係統利用數據庫和網絡通信直接傳輸飛行器有關數字信息，可以把設計與製造過程緊密聯係起來，使飛行器設計和製造發生重大的變化。
（二）作用應用計算機輔助設計和製造係統，通過數據庫數據的存取達到設計信息向製造部門直接傳遞，使圖紙和文件的發放工作簡化和加快。係統在很短的時間內能進行大量的複雜運算，有可能對很多方案進行快速的分析和評價，從中選出最優的設計方案。這在手工計算中是不可能做到的。應用係統的圖形工作站完成飛行器的總體布置、外形設計、結構打樣、係統安裝和完成各種生產圖紙。各個設計組可以平行作業，對設計方案進行反複的檢查、協調和修改。其工作的靈活性、速度和準確性遠遠超過繪圖板、計算尺和丁字尺之類的繪圖工具。
在飛行器製造階段，計算機輔助設計和製造係統能夠運用已有的設計信息設計零件的製造工藝過程，設計成形、加工、裝配和檢驗的全套工藝裝備，快速生成數控加工和數控測量的控製帶。這樣就能減少工藝準備時間，並使製造中的互換協調要求得到保證。
（三）技術基礎計算機輔助設計和製造的技術基礎有4個方麵。
（四）計算幾何應用計算機輔助設計和製造技術時，飛行器部件的幾何外形要用數學表達式來表示，稱為外形數學模型。為適應電子計算機計算和探索適用的外形數學模型，建立了計算幾何學學科。常用的描述外形的數學方法有分段二次曲線、參考樣條曲線和曲麵、孔斯曲麵、貝齊埃曲麵和B－樣條曲麵等。
（五）交互圖形顯示包括圖形顯示的硬件技術、基本軟件和各種算法。它們是實現交互式設計的必備工具。可以生成各種圖形和字符，將圖形放大、縮小、平移、旋轉、修改、消除隱藏線、產生明暗度和色調等。
（六）數據庫係統在飛行器的設計和製造過程中，用戶在數據庫中存取信息，實現數據的統一管理和傳遞。數據庫係統除計算機外存貯器（磁盤、磁帶）中的大量相互關聯的數據外，還包括處理數據的軟件以及支持這些軟件的硬件。數據庫的管理係統是數據庫係統軟件的核心部分。
（七）數控技術應用數控技術可直接調用設計階段形成的數字信息，經過處理後用來控製機床和其他加工設備，加工出所需的零件。數控技術不僅用於加工，也用於繪圖、測量、彎管、鑽孔和鉚接等。
三十四、飛機設計
完成用於飛機製造和使用的全部圖紙和技術文件的過程。
（一）設計特點飛機設計除具有飛行器設計的一般特點外，還有自身的特點：1．飛機要長時間在大氣層內飛行，靠機翼產生升力和操縱麵產生控製力，無固定航跡和速度程序，機翼的布局和氣動外形設計對提高飛機的飛行性能影響極大。2．保證駕駛員和旅客安全是飛機設計需要著重考慮的問題。如結構設計時不僅要考慮足夠的強度和剛度，而且要考慮疲勞，以適應長期使用和頻繁起落的特點；在係統設計時，還要設置各種航空救生設備和應急出口等。3．總體布局和結構設計複雜。飛機要盡可能擴大貨艙或客艙空間，在餘下的有限空間內布置各種功能的部件、操縱係統、電源係統、電子係統、發動機、燃油係統、潤滑係統和起落裝置。軍用飛機還要掛火箭、導彈和副油箱等。在設計時，要使結構緊湊又彼此協調，還要考慮工藝要求。4．座艙設計要保證乘員在航行途中有較舒適的環境和完善的生活設施。5．對民用機要求有很高的經濟性，盡量降低人-千米或噸-千米的運輸費用。為此，設計時要盡量增大裝載量、降低耗油率。6．民用機設計還要考慮對各種機場的適應性，滿足國際民用航空組織製定的適航條例要求，以便擴大飛機的使用範圍。軍用和民用飛機都應有良好的維修性，便於在各地機場進行維修，降低維修費用。7．要盡可能降低飛機的噪聲，以減小對機內人員和機場附近居民的影響。8．飛機（包括機身、機翼、尾翼和起落裝置等）與發動機一般是分開設計和製造的，要通過總體設計使之彼此協調一致。發動機在飛機上的配置既要滿足發動機的工作要求，又有利於整個飛機的性能。除上述特點外，不同用途的飛機還有不同的設計特點，如殲擊機要盡可能提高飛機的機動性能和作戰能力（特別是中低空、跨音速時），也要考慮駕駛員的生理限製等。
（二）設計過程飛機設計工作首先要擬定指標和進行可行性論證，在此基礎上進行方案設計、打樣設計和工作設計。
（三）指標擬定和可行性論證根據飛機的具體用途，對指標和技術要求進行分析。軍用飛機的指標和要求一般由軍方提出。民用飛機的指標和技術要求則根據國民經濟情況、交通運輸結構、航線的類別和需求、國家的工業基礎和技術水平等方麵的情況綜合考慮後提出。飛機的設計指標和技術要求主要包括：用途、裝載量或載客量、航程、速度、機場情況、可能采用的發動機和機載設備、經濟指標、可靠性、維修性和使用維護條件等。
軍用飛機的指標和要求還有作戰對象、武器配置、典型作戰剖麵、機動能力、最大速壓、最大過載和重量等，對於這些指標的可行性要加以論證。
（四）方案設計製定飛機總體方案包括初步確定飛機的型式和外形，主要設計參數，部件的主要幾何尺寸，結構型式和重量；初步選擇動力裝置、設備和武器；根據飛行剖麵的要求初步擬定各段航跡的操縱方案；選擇模型吹風等。此階段要作出飛機的三麵草圖和總體布置草圖，進一步論證飛機技術要求的可行性和經濟效益。
（五）打樣設計又叫初步設計。設計時要確定飛機各部件的結構受力形式和相互連接關係，進行部位安排和重心定位，繪製各部件的結構打樣圖，進一步確定幾何尺寸、重量和動力裝置參數，完成氣動計算、強度計算、氣動彈性計算、飛行性能和操縱性穩定性計算、係統功能計算等，進行部件、全機的吹風實驗、係統功能試驗和新結構新材料的試驗，作出正式的飛機三麵圖、結構打樣圖、總體布置圖和重量、重心定位計算，提出各部件和各個係統的設計任務書、發動機安裝設計任務書和重量分配指標。在此設計階段，需要製造木質樣機，以便審查方案並為輔助設計創造條件。