飞机构造

第一章

在大气层内或大气层空间（太空）飞行的器械统称为飞行器。飞行器可分为：航空器，航天器，火箭，导弹。

在大气层内飞行的飞行器称为航空器

在太空飞行的飞行器称为航天器

火箭是以火箭发动机为动力的飞行器

有动力装置产生前进推力，有固定机翼产生升力，在大气层中飞行的重于空气的航空

器称为飞机

飞机的主要组成部分由：机翼，尾翼，机身，起落架，飞机操纵系统，飞机动力装置

和机载设备等

航空发动机分类：（1）活塞式航空发动机。（2）燃气涡轮发动机，又分为：涡轮喷

气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机。（3）冲压发动机

活塞式航空发动机的结构与原理结构：由气缸，活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。原理：曲柄连接着螺旋桨，螺旋桨随

着曲柄转动而转动，曲柄侧支承在轴承上。气缸上装有进气门和排气门，进气门是控

制空气和汽油的混合气进入的零件，汽油燃烧完以后由排气门排出。

燃气涡轮发动机原理：空气在压气机中北压缩后，在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧，生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转，将燃气的部分能量转变为涡轮功。涡轮

带动压气机不断吸进空气并进行压缩，是核心机连续工作。从燃气涡轮排出的燃气任

具有很高的压力和温度，晶膨胀后释放能量用于推进。

第六章

飞机结构设计的基本要求：（1）气动要求（2）重量要求（3）使用维护要求（4）工

艺性要求（5）成本要求——经济性要求

过载：飞机上出重力之外的外力之和与飞机重力之比。典型的过载：定直平飞过载，

定常盘旋的过载，垂直机动的过载，着陆时的过载

飞机分类：1、甲类飞机——可以完成全部机动动作的飞机，2、乙类飞机——可以完成部分机动动作的飞机，3、丙类飞机——不能作机动飞行的飞机。

安全系数：定义为设计载荷与使用载荷之比，也就是设计过载与使用过载之比。其物

理意义就是实际使用载荷要增大到多少倍结构才破坏，这个倍数就是安全倍数。

刚度指标：飞机结构应有足够的刚度，以保持飞机的气动外形，操稳性及抗振要求。设计规范规定了个操纵面的有效性指标，各翼面的许可挠度值和扭转值。

受剪板式薄壁结构模型的假设：

（1）认为骨架（长洐、粱缘条、翼肋、隔框等）是主要承力构件骨架的交叉点是铰接的节点，外载是通过节点传给结构的。

（2）组成骨架的杆子只承受轴向力而不承受弯矩，镶在骨架上的蒙皮四边只受剪切尔不承受正应力。

（3）板的厚度相对于其他尺寸是很小的，是一块“薄板”。

（4）认为薄板剖面上剪流q的方向总是与剖面中线的切线方向一致。

（5）认为板边的剪流沿长度不变。

采用上述假设的受剪板式薄壁结构只包含两类元件：承受轴力的杆子和承受剪流的板，因此又称为板杆结构。

板杆结构元件的平衡：板的平衡分为三角形，矩形，平行四边形，梯形。杆的平衡：杆与板式互相连接的。在板杆模型中，采用了杆只受轴向力的假设，于是板杆之间就

存在相互作用的剪流，剪流的反向沿着板的周边并与杆轴一致。对于杆元，出来承受

与之相连的板传来的剪流外，还受到两端节点作用的轴向力，杆就在这些里的共同作

用下处于平衡状态.

薄壁构件的受压特点：1、总体失稳---杆件在受压时由于发生纵向弯曲而失稳，2、局

部失稳---发生局部起皱现象

集中力的扩散：由于薄板挤压和抗挤的能力都比较差，首先要增加一个较长的接头，其长度按载荷的大小及板厚而定。接头通过许多铆钉与薄板相连，吧集中力逐渐加到

板aefg级ebhf上，这种做法叫集中力的扩散。然后还要在接头的末端增加一根杆子gh，这样一来，两块薄板的四周都有杆子支持，成了典型的矩形受压受剪板，而与之

连接的杆子在分布剪力作用下，它的杆力都是均匀增加或减小。

第七章

机翼的功用：主要功用是产生升力。当它具有上反角是，可为飞机提供一定的横向稳

定性。机翼上可以安装起落架，发动机等其他部件。

尾翼的功用：用于保证飞机的纵向和航向的平衡与稳定性，以及实施对飞机的纵向（俯仰）和航向的操纵。

机翼的外载分为：空气动力载荷;其他部件装载传来的集中载荷;机翼构造的质量力。若以载荷形式分，机翼的外载有两种类型：一种是分布载荷，一气动载荷为主，还包括机翼本身结构的质量力，这是机翼的主要载荷形式。另一种是由各接头传来的集中载荷（力或力矩）。

机翼的总体受力：（1）沿机翼x轴方向的剪力Qh，（2）y轴的剪力Qn，（3）由Qn引起的， Mn--作用在垂直面内的弯矩, （4）Mh--由Qh引起的作用在弦平面内的弯矩，（5）Mt扭矩

机翼结构的典型元件：纵向元件有翼梁，长洐，墙（腹板）；横向元件有翼肋以及包在纵横构件组成的骨架外面的蒙皮。

蒙皮的功用：形成流线型的机翼外表面。

长洐：与蒙皮和翼肋相连的元件。

机翼结构的典型受力形式：梁式，单块式，多腹板式(多梁式)。机翼按形状分类：直机翼，后掠翼，三角机翼，小展弦比直机翼。

蒙皮的初始受载：蒙皮把气动载荷分别传给长洐和翼肋。长洐与翼肋受载：长洐把自身承担的初始气动载荷传给翼肋。翼肋受载：外载有蒙皮直接传来的一部分初始气动载荷和有长洐传来的气动载荷。气动载荷通过翼肋转换成了垂直载荷 Qf， Qr和力矩Mf并相应地传给梁腹板和组成封闭翼盒的各元件上。翼梁的受载：翼肋传给腹板的载荷 Qf Qr分别以剪流形式加到梁腹板上。蒙皮腹板承受扭矩：由各翼肋沿闭室周缘加给翼盒的 q形成力矩Mt，它将引起机翼扭转变形，称扭矩。

气动弹性问题概述：由气动力和弹性力的相互作用而引起飞机部件可能破坏或失效的各种典型问题，统称气动弹性问题。

气动弹性问题有：机翼的扭转扩大，副翼的操纵反效，机翼，尾翼，机身的颤振。

扭转扩大的基本概念：扭转变形由小变大单调地增加，导致结构破坏。

防止扭转扩大的措施：（1）将刚心前移（2）可以提高机翼的刚度（3）对于直机翼，提高扭转刚度（4）对于前掠翼则增加弯曲刚度。

副翼反效：

颤振：是一种振动发散，分为两种类型，一为机翼的弯扭颤振，即由机翼的弯曲变形与扭转变形交感而产生的振动发散；一为副翼的弯曲颤振，即由副翼的偏转的弯曲变形交感而产生的振动发散。

第八章