飞机构造基础--飞机结构 ppt课件

机身：装载。 机翼：产生升力。
尾翼：使飞机具有操纵性与稳定性。 起落架：起飞、着陆、滑跑用。
飞机的基本构造
襟翼 机翼
方向舵
升降舵 垂直安定面
水平安定面
副翼
前缘 襟翼
1.2 飞机载荷
1.2 飞机载荷
载荷：飞机在起飞、飞行、着陆及地面停放等过程中， 作用在飞机上的各种力
外载荷：空气动力、惯性力以及飞机在着陆、 地面滑行和停机时地面的反作用力
固定翼飞机的机体组成
机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架
其中安定面和飞行操纵面在这里主要指的是尾翼 尾翼是用来平衡、稳定和操纵飞机飞行姿态的部件， 通常包括垂直尾翼（垂尾）和水平尾翼（平尾）两 部分。垂直尾翼由固定的垂直安定面和安装在其后 部的方向舵组成，水平尾翼由固定的水平安定面和 安装在其后部的升降舵组成，一些型号的飞机升降 舵由全动式水平尾翼代替。方向舵用于控制飞机的 航向运动，升降舵用于控制飞机的俯仰运动。
• 1951年6月20日，美国贝尔公司研制的世界第一架可变 后掠翼试验机X-5进行了首次飞行。试飞表明，采用可变 后掠翼可增加航程35%，起飞着陆速度可降低20%，起降 性能大为改善。20世纪60年代美国通用动力公司借鉴了可 变后掠翼试验机的技术成果，研制出世界上第一种实用可 变后掠翼战斗/攻击机F-111，于1964年12月21日首次试飞。 由于可变后掠翼兼有良好的低速和高速性能，所以许多战 斗机、轰炸机都采用了可变后掠翼。
数达到最大值
nymax
Y G
1V2 gr
三、进入俯冲情况
图3-4 进入俯冲情况
飞机在此情况下
YGcos-mV2
r
ny
Y cos
G
- V2 gr
视 V 与 r 的不同情况，ny可以为正， 也可以为负，还可以为零。
四、垂直俯冲情况
飞机在此情况下 Y = 0 ，ny = 0
在x方向可能存在过载
nx = (T-X)/G = (Nx – G)/G
《飞机构造学》
主讲教师:ZHANG
第1章 飞机结构
1.1 概述
什么是固定翼飞机？
所谓固定翼飞机是指飞机的机翼位置、后掠角等参数 固定不变的飞机；相对现代一些超音速飞机，在以低 速飞行时，为了得到较大的升力，机翼伸展较大（后 掠角较小），在飞行中随飞机速度增大，后掠角可以 改变加大，这就不再是固定翼飞机了，典型的是直升 机，和旋翼机，没有固定的机翼；舰载飞机为了减少 停放时占地面积，将机翼折叠；但飞行中机翼不能出 现折叠动作的，或改变角度的，仍属于固定翼飞机。 目前民航客机都属于固定翼飞机
• 后掠翼使作战飞机的最大速度提高很快，但低速时气动效 率低，升力较小。事实上，人们既希望飞机有很高的速度， 又希望起降速度低，减少起降距离。解决这一问题的办法 之一是使机翼的面积和形状可变，这就是可变后掠翼。可 变后掠翼的一部分或全部可前后偏转，在向前偏转时，后 掠角减小，展弦比增大，因而升力增加；向后偏转并收起 时，后掠角增大，升力和阻力都减小。这样飞机通过改变 机翼后掠角，使机翼面积和展弦比发生变化，适应了起飞 和着陆阶段以及高速飞行阶段对升阻比的不同要求。变后 掠翼飞机在起飞和着陆时，机翼是展开的，而在高空巡航 飞机时，机翼是收拢的。
固定翼飞机的历史
• 固定翼飞机是人类在20世纪所取得的最重大的 科学技术成就之一，有人将它与电视和电脑并 列为20世纪对人类影响最大的三大发明。关于 世界上最早的固定翼机到底是由谁发明各国尚 存在争议，但较为普遍的观点是由美国人莱特 兄弟发明。他们在1903年12月17日进行的飞行 作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的 持续动力飞行”被国际航空联合会（FAI）所 认可
Y K yV C u 0S •1 2H V 0 2 K yC H 2 u0V S
则飞机平飞时遇突风过载ny 为 nyY0 GY1K yCH 2u p0 V
式中
Cy—升力系数增量； —迎角增量；
Y0 —飞机原平飞升力； u —垂直突风速度；
Cy—升力线斜率；
H —飞行高度H上的空气密度；
p = G/S —翼载荷；
一、平直飞行情况
此时
Y=G,
P=X
这种情况的外载荷特点是： 作用在飞机上的升力等于 飞机的重量，即 ( Y / G = 1 机动飞行的情况。
图3-3 俯冲攻击后拉起时的受载情况
作用在飞机上的外载荷 有：Y、P、X、G 以及质 量惯性力Ny。
设飞机的速度为V，航线 的曲率半径为r，则法向 （y向）加速度为
垂直突风是各种突风中的最严重情况。
当飞机处于直线水平无侧滑飞行时，遭遇到一个确定形状和强度的
孤立垂直阵风 u，由于飞行速度V0 远大于阵风速度，可以认为飞机仍以 速度V 0相对空气运动，只增加机翼迎角。升力增量Y 为
又因
YKCySq
C y C y , u /V 0 , qH = V 0 2 /2
固定翼飞机或定翼机常简称为飞机，是指由动力 装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼 产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。 当今世界的飞机，主是固定翼飞机。
另有一种 变后掠翼飞机，即机翼后掠角在飞行中 可以改变的飞机，也属于固定翼飞机。米格-23战 斗机、图-160战略轰炸机，以及欧洲的“狂风” 和美国的F-14战斗机、B-1战略轰炸机都是变后掠 翼飞机。
五、等速水平盘旋情况
这是飞机机动性能的主要项目之一，此 时的受载特点为
Ycos G
ny
Y G
1
c os
盘旋倾斜角 越大， ny 越大。当大坡 度盘旋 =75°~80° 时， ny = 4~6。
盘旋时水平方向的过载为
nhYsGin nysin
当 =75°~80° 时， nh = 3.7~5.7。
六、垂直突风（阵风）情况 垂 直 突 风 情 况
ay
V2 r
离心惯性力为
Ny may mVr2
俯冲拉起情况
飞机的动平衡方程为
YGcosmV2
r
用ny表示Y/G，则
ny
Y G
cos
V2 gr
图3-3 俯冲攻击后拉起时的受载情况
Y nyG
由此可见，曲线飞行 时，Y是G的ny倍。
该升力与重力之比值称为过载系数，简称过载。
当飞机在弧形航线的最低点，即 = 0 ( cos = 1 ) 时，其过载系