飞机结构与系统 飞机翼面结构
飞机结构与系统(第三章飞机翼面结构)
一些力学基本概念
按外力是否随时间变化分为：静载荷和动载荷。
静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，称为静载荷。 动载荷：载荷随时间变化，可分为交变载荷和冲击载荷。
一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 内力： 由于变形引起的物体内部的附加力。 物体受外力作用后，由于变形，其内部各点均会发生相对位移，因而产生相互作用力。
一些力学基本概念
材料力学中对变形固体的三个基本假设：
1.连续性假设：
2.均匀性假设：
3.小变形假设：
一些力学基本概念
外力及其分类：
外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和约束反力。 按外力的作用方式分为：表面力和体积力。 表面力：作用于物体表面的力，又可分为分 布力和集中力 体积力：连续分布于物体内部各点上的力。如物体的重力和惯性力。
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
3）机翼总体内力：
剪力 Q：Qn, Qh； 弯矩 M：Mn, Mh； 扭矩 Mt ；
机翼的外载特点
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
机翼的外载特点
3）机翼总体内力：
由于阻力相对升力很小，其引起的剪力、弯矩常常可以忽略。
机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
翼面结构典型构件及受力特点
翼面结构的典型构件
机翼结构： 蒙皮 纵向骨架： 翼梁（缘条、腹板） 纵墙 桁条 横向骨架： 翼肋（普通肋、加强肋）
翼面结构典型构件及受力特点
机翼结构： 蒙皮 纵向骨架： 翼梁（缘条、腹板） 纵墙 桁条 横向骨架： 翼肋（普通肋、加强肋）
翼面结构的典型构件 机翼典型结构构件剖面
三、机翼的外载特点
飞机基础知识—飞机结构
起落架
起落架的作用是在地面停放，滑跑、运动过程中支撑飞机，并能在 飞前三点式和后三点式起落架。
起落架 前三点式
起落架 后三点式
起落架
起落架系统主要用于起落架的 收放、前轮转弯以及地面刹车， 以保证飞机在地面滑行、滑跑、 减速及起落架收放的需要。
动力装置
活塞式发动机
四冲程 ：进气冲程、压 缩冲程、膨胀、排气冲程。 在低速飞行时，活塞发动 机的经济性能很好,目前 在小型飞机和轻型直升机 上广为应用。
动力装置
涡轮喷气发动机
第一代涡轮喷气机噪音很大，如 今大多用于军用飞机； 涡轮风扇发动机的优点是：耗油 率低，因而经济性能好、噪音低； 因此现代商务亚音速飞机多采用 涡轮风扇发动机。
飞机结构
飞机的主要组成部分为：机身、机翼、尾翼、起落架、动力装置。
机身 驾驶舱、存放行李、邮件、货物的货舱、客舱。
机翼和尾翼
机翼的主要作用是产生升 力，现代民航客机机翼的 内部还可以作为结构油箱 来储存燃油，和安装起落 架及发动机。
机翼和尾翼
机翼装在机身上的角度，称为安装角，是机翼与水平线所成的角度。安 装角向上或向下就称为机翼具有上反角或下反角。
机翼
飞机的机翼由许多可以活 动的部分组成。这些部分 可以用来改变机翼的位置 和形状，也可以用来增大 或减小翼面。
前缘襟翼
外侧（低 速）副翼
后缘内侧襟翼
地面扰流板
飞行扰流板 内侧（高
后缘外侧
速）副翼
襟翼
机翼
襟翼，是飞机机翼上可以 活动的翼片，用于起飞和 降落。它们可以用来帮助 控制飞机的速度及机翼所 产生的升力。
转动驾驶盘可控制副翼的偏转，前推或后拉驾驶盘可控制升降舵的 偏转。脚操纵机构用于控制方向舵。
飞机各个系统的组成及原理
一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。
同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。
某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力)，此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。
涡轮发动机飞机结构与系统的认识
涡轮发动机飞机结构与系统的认识涡轮发动机飞机是一种常见的航空器，其结构与系统是其正常运行的基础。
本文将从涡轮发动机飞机的结构和系统两个方面进行介绍与认识。
一、涡轮发动机飞机的结构1. 机身结构：涡轮发动机飞机的机身由机翼、机身、机尾等部分组成。
机翼是飞机的主要承载部分，能够支撑飞机的重量并提供升力。
机身是飞机的主要结构部分，包括客舱、货舱、油箱等。
机尾是飞机的尾部结构，包括垂直尾翼和水平尾翼。
2. 发动机结构：涡轮发动机是涡轮机的一种，由压气机、燃烧室和涡轮组成。
压气机将空气压缩并向燃烧室送入燃料进行燃烧，产生高温高压的气流。
涡轮利用高温高压气流的动能驱动压气机，形成正反馈回路，使发动机能够持续运转。
3. 起落架结构：涡轮发动机飞机的起落架用于支撑飞机在地面起飞和降落时的重量。
起落架由主起落架和前起落架组成，主起落架位于飞机的机身下方，前起落架位于机身前部。
二、涡轮发动机飞机的系统1. 燃油系统：涡轮发动机飞机的燃油系统用于储存和供应燃料给发动机进行燃烧。
燃油系统包括燃油箱、燃油泵、燃油喷嘴等部分。
燃油通过泵从燃油箱中抽取，并通过喷嘴喷入燃烧室中与空气混合燃烧。
2. 冷却系统：涡轮发动机飞机的冷却系统用于保持发动机的工作温度在可控范围内。
冷却系统通过向发动机的各个部件提供冷却空气或液体来实现冷却效果。
3. 空气系统：涡轮发动机飞机的空气系统用于向发动机提供氧气以支持燃烧过程。
空气系统包括进气口、压气机和涡轮等部分，能够将外界空气引入发动机并进行压缩。
4. 着陆系统：涡轮发动机飞机的着陆系统用于在飞机降落时减缓飞机的速度并保持平衡。
着陆系统包括刹车和襟翼等部分，能够提供阻力和升力以控制飞机的降落速度和姿态。
5. 电气系统：涡轮发动机飞机的电气系统用于提供飞机所需的电力。
电气系统包括发电机、蓄电池和电源管理装置等部分，能够为飞机的各个系统提供稳定的电力供应。
三、总结涡轮发动机飞机的结构与系统是其正常运行的基础。
飞机构造学
飞机构造学以飞机构造学为标题，本文将从飞机的外部结构和内部构造两个方面进行介绍。
一、飞机的外部结构飞机的外部结构主要包括机翼、机身、尾翼和起落架等部分。
1. 机翼机翼是飞机的最重要部分之一，它负责产生升力，并承受飞机的重量。
机翼通常具有翼型，翼型的选择对飞机的性能起着重要作用。
机翼的结构由前缘、后缘、蒙皮和肋骨等组成。
前缘是机翼最前端的部分，通常采用光滑的曲线形状，以减小空气阻力。
后缘则是机翼的后部边缘，通常带有襟翼和扰流板等设备，用于调节飞机的升力和阻力。
蒙皮则是机翼的外表面，通常由金属或复合材料制成，具有良好的强度和刚度。
肋骨则位于蒙皮内部，起到支撑和刚固蒙皮的作用。
2. 机身机身是飞机的主要承载结构，也是乘客和货物的安全空间。
机身通常由前部的驾驶舱、中部的客舱和后部的货舱组成。
驾驶舱位于机身的前部，是飞行员操作和控制飞机的地方。
客舱位于驾驶舱后部，用于乘客的休息和娱乐。
货舱则位于机身的最后部分，用于装载货物和行李。
机身的结构由龙骨、蒙皮和框架等组成。
龙骨是机身的主要支撑结构，负责承受飞机的载荷。
蒙皮则是机身的外表面，通常由金属或复合材料制成，具有良好的强度和刚度。
框架则位于蒙皮内部，起到支撑和刚固蒙皮的作用。
3. 尾翼尾翼是飞机的稳定器，包括水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼位于飞机的尾部，负责控制飞机的俯仰运动。
垂直尾翼位于水平尾翼的上方，负责控制飞机的偏航运动。
尾翼的结构和机翼类似，由前缘、后缘、蒙皮和肋骨等组成。
4. 起落架起落架是飞机的支撑系统，用于在地面起飞和降落时支撑飞机。
起落架通常由主起落架和前起落架组成。
主起落架位于飞机的机身下方，负责承受飞机的重量。
前起落架位于机身的前部，用于控制飞机在地面的转向。
起落架的结构由支柱、轮胎、刹车和减震器等组成。
二、飞机的内部构造飞机的内部构造主要包括机载设备、燃油系统、动力系统和控制系统等部分。
1. 机载设备机载设备是飞机上安装的各种仪表和设备，用于飞行导航和系统监控。
第12讲—翼面结构(8)
总
机翼开口区 结构设计
结
双梁参差弯曲传扭 翼面不受力口盖对传力的影响 机翼开口区结构设计
刚度要求与气 动弹性问题
结构的刚度要求 刚度要求的根据 飞机结构的 结构的刚度设计 刚度要求 机翼变形对气动载荷的影响 气动弹 机翼的扭转扩大 性问题 副翼反效 机翼弯扭颤振 颤 振 副翼弯曲颤振
第十二讲结束
防止弯扭颤振的措施
防止弯扭颤振的措施 原则：一般建议 Vcr,F > 1.1Vmax max 。 其中Vcr,F=f(结构刚度、刚心和重心的相对位置、机翼的几何
参数、飞行高度等)。
措施：
（a）合理配置载重、设备等，使剖面重心移近刚心，以减 小扭矩。最有效的办法是在翼尖前缘加配重；
（b）加厚蒙皮和梁（或墙）的腹板，提高抗扭刚度； （c）运用主动控制技术。
后掠机翼的攻角规定按平行于机身轴线的剖面计算； 机翼的变形通常按刚心线以及垂直于刚心线的剖面计算。 弯曲和扭转时，都会引起攻角变化。
2、机翼扭转变形扩大
（1）机翼扭转变形扩大的机理
扭转扩大是机翼变形与空气动力交互
作用导致结构变形发散而破坏的现象。
如果弹性恢复力矩 > 气动扭转力矩，扭转变形减少（最大飞行 速度<扭转发散临界速度）； 如果弹性恢复力矩 < 气动扭转力矩，扭转变形不断扩大。
刚度要求与气 动弹性问题
气动弹性问题 概述
机翼变形对气动力 的影响
机翼的扭转扩大 副翼反效 颤 振
ห้องสมุดไป่ตู้机翼弯 扭颤振
副翼弯 曲颤振
1、机翼变形对气动载荷的影响
机翼变形 的形式 平直机翼情况： 局部变形 总体变形 弯曲变形
扭转变形
弯曲时，攻角不变； 扭转时，攻角发生变化。所以平直机翼主要由于扭转变 形引起载荷变化。 后掠机翼情况：
机翼结构
七、三角机翼的传力分析
04/26/05
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21
五、单块式机翼的传力分析
结构特点: 梁较弱或只有墙；蒙皮较厚（t>3）； 长桁多且强。
受力特点: 由梁缘条、长桁和蒙皮组成的壁板承弯， 其它传力路线同梁式。
气动载荷传给蒙皮，蒙皮传给桁条和翼肋，翼肋传给蒙 皮和腹板。
单块式机翼的气动载荷是如何在翼肋上传递的？
请观看动画
单块式机翼的载荷是如何传递的？
蒙皮
接头
典型元件总结
• (1) 纵: 翼梁、 长桁 、墙(腹板) • (2) 横: 翼肋(如加强肋 普通肋) • (3) 蒙皮
它们的作用?
典型元件的作用:
蒙皮:承受局部空气动力，形成和维持机翼外形，并承受 扭矩，有些机翼蒙皮还承受弯矩。
长桁:其主要功用是：第一是支持蒙皮，防止蒙皮因受局 部空气动力而产生变形过大；第二是把蒙皮传来的气 动力传给翼肋：第三是同蒙皮一起承受由弯矩而产生 的拉、压力。
翼肋:翼肋，分为普通翼肋和加强翼肋。普通翼肋用来维 持翼剖面形状，将蒙皮上的空气动力传到其它承力构 件上去，并支持桁条和蒙皮。加强翼肋除具有普通翼 肋的功用外，还作为机翼结构的局部加强件，承受较 大的集中载荷或悬挂部件。
翼梁:翼梁，一般由缘条和腹板等组成。主要功用是承 受弯矩和剪力。梁的上下缘条承受由弯矩引起的轴向 力N拉、N压。剪力则主要由腹板承受。
各基本元件（指受总体力） 可能发生什么破坏形式
1.梁缘条
拉坏
压 压坏 失稳 局部: 主要与各板的支持情况及 b/t 有关 总体: 主要与杆长L与J有关, 支持情况 ( 两个平面支持, 一般不易总体失稳)
飞机结构讲解介绍
螺旋桨特性
• 现代商用飞机的螺旋桨多由碳纤维复合材料制成，重量轻， 强度高。 • 现代螺旋桨飞机多采用桨叶角可调的变距螺旋桨，可根据 飞行状况自动调整桨叶角，提高螺旋桨的工作效率。 • 螺旋桨有2、3、4、5、6和8叶等形式。不同的桨叶数， 在发动机同一转速下所产生的拉力及其噪声和振动也不相 同。 • 当发动机转速一定时，4叶螺旋桨必须转得比6叶的更快才 能达到相同的拉力。所以6叶螺旋桨飞机可以比4叶螺旋桨 飞机飞得更快，噪声也较小。 • 当飞行速度提高到600km/h以上时，螺旋桨的效率就会明 显下降。在700km/h左右，如果飞行速度再提高，飞行中 产生的激波阻力是螺旋桨飞机无法克服的。
涡桨发动机VS涡扇发动机
• 涡轮螺旋桨发动机在低速下效率要高于涡轮风扇 发动机，在800公里以下，涡桨飞机在燃油上的 优势是相当明显的；
• 涡桨发动机的振动和噪声比涡扇发动机大， Q400噪声和振动抑制系统，从源头上减小 了噪声和振动 ；
• 涡桨发动机的价格和维修费都较低。
螺旋桨
SAAB的6叶螺旋桨 MA 60的4叶螺旋桨
主承力框
壁板
前梁
根肋
后梁
（二） 机身
机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备；还可将飞 机的其它部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体。
•
前机身典型结构
中机身典型结构
框
长桁 蒙皮
地板纵梁 应急出口 地板横梁
中后机身典型结构
后机身及尾翼典型结构
（三） 尾翼
• 尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。水平 尾翼由固定的水平定面和可动的升降舵组 成。垂直尾翼则包括固定的垂直安定面和 可动的方向舵。尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，并保证飞机能平稳地 飞行。
飞机结构和组成
飞行的主要组成部分及功用到目前为止，除了少数特殊形式的飞机外，大多数飞机都由机翼、机身、尾翼、起落装置和动力装置五个主要部分组成：1.机翼一一机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用。
在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大。
机翼上还可安装发动机、起落架和油箱等。
不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。
2.机身一一机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。
3.尾翼一一尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾。
垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。
尾翼的作用是操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。
4•起落装置一一飞机的起落架大都由减震支柱和机轮组成，作用是起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。
5•动力装置一一动力装置主要用来产生拉力和推力，使飞机前进。
其次还可为飞机上的其他用电设备提供电源等。
现在飞机动力装置应用较广泛的有：航空活塞式发动机加螺旋桨推进器、涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮风扇发动机。
除了发动机本身，动力装置还包括一系列保证发动机正常工作的系统。
飞机上除了这五个主要部分外，根据飞机操作和执行任务的需要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备等其他设备。
二、飞机的升力和阻力飞机是重于空气的飞行器，当飞机飞行在空中，就会产生作用于飞机的空气动力，飞机就是靠空气动力升空飞行的。
在了解飞机升力和阻力的产生之前，我们还要认识空气流动的特性，即空气流动的基本规律。
流动的空气就是气流，一种流体，这里我们要引用两个流体定理：连续性定理和伯努利定理：流体的连续性定理：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。
民航概论--飞机的一般介绍
3、空调系统
四、防冰排雨系统
飞机结冰类型与原因
结冰类型
干结冰 凝华结冰 （霜淞冰） 滴状结冰 （雨淞冰）
引起原因
冰晶云 水蒸气 冷水滴
四、防冰排雨系统
常见的飞机结冰部位及其防冰方法
结冰位置 机翼前缘 垂尾和平尾前缘 风挡、窗和雷达罩 加热器和发动机进气口 失速警告传感器 空速管（皮托管） 飞行操纵 螺旋桨桨叶前缘 汽化器 盥洗室排水管
一、活塞式航空发动机
活塞式发动机是将燃料中的化学能转化为动力的动力装置 通过带动螺旋桨为飞行器提供飞行动力。
1－桨叶剖面； 2－旋转面； 3－桨叶； 4－桨毂； 5－桨叶剖面弦线；
螺旋桨拉力的产生
二、空气喷气发动机
空气喷气发动机是一种利用燃气从尾部高速喷出时所产生 的反冲作用推动机身前进的发动机。
二、空气喷气发动机
4、涡轮轴发动机 涡轮轴发动机是直升机主要使用的动力装置。
发动机的安装
可用吊架装在机翼下，或者装在机身两侧后部，涡轮螺旋桨发动机只能装 在机身头部。
翼下吊装
尾部吊装
三、辅助动力装置
是一种小型燃气涡轮发动机，在军民用飞机上已得到广泛 应用，如战斗机、大型运输机、直升机、民用大型客机、民用 公务机等等。 APU的作用是向飞机独立地提供电力和压缩空气。
2、飞机综合电子控制系统 空中警告及避撞系统
飞机上的防撞灯
一、飞机的电子仪表系统
3、导航系统 飞机导航系统是用来确定飞机位置、速度和航向并引导飞机按预定航线飞行的 整套设备。
远程导航系统
导 航 系 统
中近程导航系统
区域导航系统
进场着陆导航系统
一、飞机的电子仪表系统
3、导航系统 — 远程导航系统 通常把距离达几千千米以上的归为远程导航系统。
飞机结构飞机结构与系统PPT课件
限制
❖ CCAR25部中规定： ❖ 正限制机动超载：2.5~3.8 ❖ 负限制机动超载：绝对值≥1.0
25
小速度、大迎角飞行
大速度、小迎角飞行
26
限制
q最大最大
1 2
V最2 大 最 大
最大允许速压 1.2 使用限制速压
27
机动飞行包线
28
突风超载飞行包线
29
飞机在地面上的使用限制
21
影响起落架侧向载荷的因素
❖ 飞机侧滑着陆。 ❖ 地面滑行转弯。 ❖ 单主轮先着陆。 ❖ 在滑行中使飞机有侧向运动趋势的各种原因。
22
飞机结构承载能力
❖ 飞机结构承载能力表现在对飞机使用限制和 飞机结构承载余量两个方面。
23
飞机使用限制
ny使用最小 ny ny使用最大 q q最大最大 ny使用最小 为 预 期 的 最 大 负 过 载 ； ny使用最大 为 预 期 的 最 大 正 过 载 ； q最大最大 为 预 期 的 最 大 速 压 。
必须表明结构符合“结构的损伤容限和疲劳评定的要求”。 飞机在整个使用寿命期间将避免由于疲劳、腐蚀或意外损伤引起的
灾难性破坏。 对可能引起灾难性的每一部分（机翼、尾翼、操纵面及其系统、机
身、发动机架、起落架以及上述各部分有关的主要连接）必须进行 损伤容限（破损安全和离散源）评定。 对损伤容限不适用的某些特定结构必须进行疲劳（安全寿命）评定。 对涡轮喷气飞机可能引起灾难性破坏的部分要进行声疲劳评定。
❖ 应力和应变
正应力和正应变
P A
ΔL L
41
飞机结构受力基本概念
❖ 应力和应变
剪应力和剪应变
Q A
ΔS h
42
飞机结构受力基本概念
《飞机的基本结构》课件
飞机的控制系统
飞机的控制系统包括操纵副翼、副翼、方向舵和襟翼等。这些系统通过操纵 飞机的各个部分，使飞机达到所需的姿态和运动。
飞机的座舱设计
飞机的座舱设计考虑到舒适性、安全性和便利性。设计元素包括座椅、娱乐 设施和紧急出口等。
《飞机的基本结构》
通过本课件，我们将深入了解飞机的基本结构和构成要素，从机翼到机身， 再到动力系统和控制系统，还有如何设计舒适的座舱。
航空的基本概念
了解航空的基础概念是理解飞机结构的第一步。航空是一门涉及飞行器设计、制造和操作的科学与技术。
飞机的构成要素
飞机由多个构成要素组成，包括机翼、机身、动力系统和控制系统。每个要 素都起着关键的作用，确保飞机的正常运行。
飞机的机翼结构
飞机的机翼是产生升力的关键部分。它们通常由多个翼段组成，包括翼尖、翼根和翼面。机翼的形状和 结构对飞机的性能有重要影响。
飞机的机身结构
飞机的机身是载客和货物的重要部分。它通常由典型的圆筒形结构组成，内部包含驾驶舱、客舱、货舱 和所 Nhomakorabea的设备。
飞机的动力系统
飞机的动力系统通常由发动机和推进系统组成。发动机可以是喷气式发动机、螺旋桨发动机或涡轮发动 机。
飞机结构与系统(飞行操纵系统)课件
04
飞行操纵系统维护与检修
飞行操纵系统日常维护
01
02
03
每日检查
检查飞行操纵系统外观， 确保没明显损坏或异常情 况。
清洁润滑
飞行操纵系统进行清洁润 滑，保持其良好工作状态 。
校准
飞行操纵系统进行校准， 确保其准确性可靠性。
飞行操纵系统定期检修
定期检查
按照规定周期飞行操纵系 统进行检查，包括内部结 构元件。
飞行管理系统
飞行管理系统现代飞行操纵系统核心组 成部它集成导航、气象、通讯等多种功 能，能够飞行员提供全面飞行信息支持
。
飞行管理系统通过接收处理自各种传感 器数据，飞行员提供实时飞行计划、航 向、速度、高度等信息，帮助飞行员更
好掌握飞行状态决策。
飞行管理系统还可根据气象条件飞行计 划，飞行员提供最佳飞行轨迹发动机管
安全标准与规范
参考相关安全标准规范，如国际民航组织（ICAO）美国联邦航空局（FAA）等发布相关指南标准，飞行操纵系统进 行安全性评估。些标准规范评估提供指导参考框架。
安全改进措施
根据安全性评估结果，制定并实施相应安全改进措施，提高飞行操纵系统安全性可靠性。些措施可能包 括硬件升级、软件修复、操作程序改进等各方面。
飞行操纵系统历史与发展
历史
早期飞机采简单机械式操纵系统，通过钢索、连杆等机械部件实现飞行员翼面舵面直接控制。随着技术发展，液 压式操纵系统电传式操纵系统逐渐取代机械式操纵系统。电传式操纵系统目前最先进飞行操纵系统，具更高可靠 性灵活性。
发展
未飞行操纵系统将朝着更加智能化、自主化协同化方向发展。智能化能够提高系统自主决策能力容错能力；自主 化能够减轻飞行员工作负担提高飞行安全性；协同化则能够实现飞行员与无机之间效协作，提高整体作战效能。
《飞机结构与系统》课件
尾翼结构
01
尾翼是飞机的重要部件之一，其主要功能是提供方向控制和稳定性。
02
尾翼通常由垂直安定面、水平安定面和升降舵等组成，其结构设计需 要考虑到气动性能、强度和刚度等多个因素。
03
尾翼的形状和尺寸需要根据飞机的总体设计要求进行选择和优化，以 确保尾翼能够满足气动性能和结构性能的要求。
04
尾翼的结构设计还需要考虑到制造工艺和维修要求，以确保尾翼易于 制造、维修和使用。
飞机结构的设计要求
强度和刚度
满足飞行过程中的各种载荷要 求，保证飞机的安全性和稳定
性。
耐腐蚀性
能够承受各种环境因素，如大 气、水和化学物质等的影响。
重量和成本
尽可能减轻重量并降低成本， 以提高飞机的经济性和市场竞 争力。
可维护性和安全性
便于维护和检修，同时保证乘 客和机组人员的安全。
02
飞机机体结构
05
飞机安全性与可靠性
飞机安全性设计
安全性设计原则
应急设施设计
确保飞机在正常和异常情况下都能保 障乘员安全，遵循国际民航组织的安 全标准和建议。
为应对紧急情况，飞机上应配备紧急 出口、救生设施和氧气面罩等，以确 保乘员在紧急情况下能够迅速撤离。
结构安全设计
对飞机结构进行详细分析，确保其能 够承受飞行过程中的各种载荷和应力 ，防止因结构失效而引发安全事故。
机身结构
机身是飞机的主体结构，其主 要功能是装载乘客、货物和燃 料等，并承受飞机的各种载荷
。
机身通常由筒体、框架、蒙皮 等组成，其结构设计需要考虑 到强度、刚度和疲劳等多个因
素。
机身的形状和尺寸需要根据飞 机的总体设计要求进行选择和 优化，以确保机身能够满足气 动性能和结构性能的要求。
第06讲—翼面结构(1)
机翼任一剖面中的分布载荷所引起的剪力和弯矩为
Q lz/ 2 qdz Pi
M lz/ 2 Qdz
式中 q = qa - qc l / 2 —机翼半展长 分布载荷引起的剖面扭矩 式中 mt = qa•e + qc•d l / 2 —机翼半展长
M t lz/ 2 mt dz
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（3）平面板杆结构
由位于同一平面内的板、杆组成，适宜受
作用在该平面内的载荷。可沿板杆结构中的 任何杆件加以沿杆轴方向的力。
M
板杆结构中板的受载情况：
板、杆之间只能相互传递剪流。拉 伸应力不能沿杆的横向传给杆，否则杆
机翼占飞机全阻力的30%~50%。
5
二、机翼结构的设计要求
飞机结构设计的基本要求 气动要求 飞机结构设计的基本要求 重量要求 使用维护要求 工艺要求 机翼的设计要求与上述四项基本要求是一致的，然而由于功用 不同，侧重点有所不同。 机翼的主要要求：气动、强度、刚度、寿命、重量要求是主要要 求。这是由机翼的功用、载荷和外形特征因素所 决定的。
25
4) 依次选取相邻有连接关系的元件为分离体，按静力平衡条件、 作用力与反作用力关系逐个分析，反映正确的传力路线。 5) 分析传力问题多需要刚度概念。对静不定系统 a) 载荷分配与元件刚度有关。刚度大，分配到的载荷大； b) 载荷分配与支持刚度有关。刚性支持分配到的载荷大，弹 性支持分配到的载荷小。
7
机翼的主要要求（2）
3) 使用、维护要求：要求飞机使用方便，并便于检查、维护
和修理。机翼内部通常有操纵系统零构件、燃油管路、电 器线路、液压管路等，对这些系统和线路要经常检查调整。 机翼内部安排有整体油箱时，需常对油箱进行检查维护， 以保证油箱的密封可靠。按破损安全原则设计的机翼，对
飞机各个系统的组成及原理
飞机各个系统的组成及原理一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。
同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。
某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力（向下的升力），此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。
飞机结构与系统(飞机机身结构)通用课件
铝合金飞机机身结构中最常材料 之一，因其具较高比强度、耐腐
蚀性易加工等特点。
铝合金可变形铝合金铸造铝合金 ，广泛应飞机大梁、机身蒙皮、
翼肋等部件。
铝合金缺点疲劳性能较差，易发 生疲劳裂纹，因此设计时需进行
疲劳强度析试验。
复合材料
复合材料由两种或多种材料组成新型材料，具高强度、高刚性、抗疲劳等优点。
热稳定性析
评估机身高温环境稳定性，保证结构 因温度变化而发生变形或失效。
05
机身结构损伤容限与疲劳寿命
损伤容限设计
01
损伤容限设计指飞机结构受损伤后仍能保持一定承载能力设计方 法。它通过合理设计结构细节、选择适当材料工艺，提高结构抗
损伤能力。
02
损伤容限设计包括结构进行强度析、疲劳析损伤评估，确保预期 服役期内，结构能够承受各种载荷环境条件影响。
中段
包括机身中部后部，主承 载着机身纵向横向受力， 并连接机翼行稳定性，发动 机吊舱则安装固定发动机 。
机身结构设计求
01
02
03
04
强度求
机身结构必须能够承受飞行过 程中各种载荷，包括气动载荷
、惯性载荷重力载荷等。
刚度求
机身结构必须具一定刚度，确 保飞机飞行过程中稳定性舒适
焊接工艺
总结词
焊接工艺飞机机身结构制造中重连接方式，通过熔融金属将 两零件连接一起。
详细描述
焊接工艺具强度高、密封性好、重量轻等特点，广泛应飞机 机身结构制造中。焊接工艺可电弧焊、激光焊、等离子焊等 多种方式，根据同材料连接求选择合适焊接工艺。
铆接工艺
总结词
铆接工艺飞机机身结构制造中传统连 接方式，通过铆钉将两零件连接一起 。
参数优化
飞机结构介绍课件
复合材料在飞机制造中的应用包括机身、 机翼、尾翼、发动机罩等部件。
特殊材料
01 铝合金：强度高、 重量轻、耐腐蚀
02 钛合金：强度高、 耐高温、耐腐蚀
03 复合材料：强度高、 重量轻、耐腐蚀
04 陶瓷材料：耐高温、 耐磨损、耐腐蚀
05 碳纤维：强度高、 重量轻、耐腐蚀
06 玻璃纤维：强度高、 重量轻、耐腐蚀Leabharlann 维修与更换12
3
4
定期检查：检查飞机各 部件的磨损情况，及时
发现问题
维修方案：根据检查结 果制定维修方案，包括
更换部件、修复等
保养措施：定期进行飞 机清洁、润滑等保养工 作，延长飞机使用寿命
更换部件：根据维修方 案更换损坏的部件，确
保飞机安全
安全操作
01
定期检查：检查飞机
各部件是否正常，确
保安全飞行
导航系统的应用：广泛 应用于民航、军用航空 等领域，是飞机安全飞 行的重要保障
01
02
03
04
飞机的制造材料
金属材料
1
2
铝合金：飞机的主要结构材料， 具有强度高、重量轻、耐腐蚀
等优点
钛合金：具有高强度、耐高温、 耐腐蚀等优点，常用于制造飞
机的承力构件
3
钢：具有高强度、高韧性等优 点，常用于制造飞机的起落架、
发动机等部件
4
复合材料：具有重量轻、强度 高、耐腐蚀等优点，常用于制
造飞机的蒙皮、机翼等部件
复合材料
复合材料是一种由两种或两种以上材料 组成的材料，具有比单一材料更高的强
度、刚度和耐热性。
复合材料在飞机制造中广泛应用，如碳 纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
二、尾翼的功用与结构设计要求 1. 尾翼的主要功用：
一般由水平尾翼（平尾）和垂直尾翼（垂尾）组成。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
二、尾翼的功用与结构设计要求 1. 尾翼的主要功用：
1）平尾保证飞机的纵向（俯仰）稳定性，并实施飞机纵向的 操纵； 2）垂尾保证飞机航向稳定性，并实施对飞机航向的操纵。
一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
内力的主矢和主矩：
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一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
内力的分量：
N－轴力 T－扭矩 Qy、Qz－剪力 My、Mz－弯矩
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一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
构件受力变形与自身尺寸相比很小，可以忽略。
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一些力学基本概念
外力及其分类： 外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和 约束反力。 ➢按外力的作用方式分为：表面力和体积力。
• 表面力：作用于物体表面的力，又可分为分 布力和集中力 • 体积力：连续分布于物体内部各点上的力。如 物体的重力和惯性力。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
二、尾翼的功用与结构设计要求 1. 尾翼的主要功用：
尾翼也是一个升力面，设计要求和构造与机翼类似 ： • 保证气动性； • 具有足够强度、刚度、损伤容限、寿命，最小重量。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
1. 外载类型：
内力、截面法和应力的概念 3.应力： 为了表示内力在一点处的 强度，引入内力集度,即应 力的概念。
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一些力学基本概念
杆件基本变形形式 1.拉伸或压缩
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一些力学基本概念
杆件基本变形形式 2.剪切
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一些力学基本概念
杆件基本变形形式 3.扭转
三、机翼的外载特点
1）空气动力载荷。 2）其他部件、装载传来的 载荷，如：起落架、发动 机、油箱等。（集中载荷、 分布载荷） 3) 机翼结构的质量力
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
三、机翼的外载特点 2. 机翼总体受力：
1）两种简化形式： ① 将每半个机翼看作支持在机身上的悬臂梁； ② 看作支持在机身上的双支点外伸梁。
由于变形引起的物体内部的 附加力。
物体受外力作用后，由于变 形，其内部各点均会发生相对 位移，因而产生相互作用力。
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一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
为求出内力，采用截面法。 变形体内力的特征： （1）连续分布力系；（2）与外力组成平衡力系。
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一些力学基本概念
➢按外力是否随时间变化分为：静载荷和动载荷。 • 静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值后， 就保持不变或变动很不显著，称为静载荷。 • 动载荷：载荷随时间变化，可分为交变载荷和 冲击载荷。
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一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 1.内力：
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一些力学基本概念
杆件基本变形形式 4.弯曲
若同时发生几种基本变形， 则称为组合变形。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
一、机翼的功用与结构设计要求 1.机翼的功用
1）主要功用是产生升力，保证飞机的飞行性能和机动性能； 布置副翼、扰流片等进行横向操纵；布置襟翼、缝翼增升装 置改善飞机起降性能。 2）安装其它部件，如
第三章 飞机翼面结构
➢ 本章内容
➢ 一些力学基本概念 ➢ 机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点 ➢ 翼面结构典型构件及受力特点 ➢ 翼面典型结构型式及受力分析 ➢ 后掠机翼与三角机翼 ➢ 飞机的气动弹性
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一些力学基本概念
理论力学：研究刚体，研究力和运动的关系。 材料力学：研究变形体，研究力与变形的关系。 构件：工程结构或机械的各组成部分，可分为
2. 机翼结构设计要求：
1）满足飞机结构设计基本要求。 2）由于各结构部件功用不同，故设计要求的侧重点有所不同：
①主要功用是产生升力→ 气动性要求是首要的：机翼保证 产生足够 升力，还要求阻力尽量小；
②最小重量要求是主要要求：解决好强度、刚度、最小重 量之间的矛盾，速度提高→矛盾突出；
③使用、维修要求：保证燃油系统的可靠性； ④工艺性和经济性要求，与一般飞机结构相同。
一、机翼的功用与结构设计要求
现代旅客机的机翼
1-翼梁；2-桁条；3-襟翼；4-扰流片；5-副翼；6-蒙皮；7-前缘缝翼；8-挂架；9-翼肋。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
一、机翼的功用与结构设计要求
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
一、机翼的功用与结构设计要求
起落架 、发动机等； 装载燃油。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
一、机翼的功用与结构设计要求 1.机翼的功用
机翼的结构重量占全机结构重量 的30%～50%，占全 机质量的8%～15%，机翼产生的阻力是全机 阻力的30 % ～50%。
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机翼、尾翼功用、设计要求及外载特点
杆、板、壳、体。 对构件的三项基本要求： 强度：构件抵抗破坏的能力； 刚度：构件抵抗变形的能力； 稳定性：构件保持其原有平衡状态的能力。
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一些力学基本概念
材料力学中对变形固体的三个基本假设： 1.连续性假设：
认为整个物体所占空间内毫无空隙地充满物质。 2.均匀性假设：
人为物体的任何部分、任何方向上力学性能相同， 均匀分布。 3.小变形假设：
主要步骤： 1）沿截面假想地截开截开，留下一部分作为研究 对象，弃去另一部分；
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一些力学基本概念
内力、截面法和应力的概念 2.截面法：
主要步骤： 2）用作用于截面上的内力代替代替弃去部分对留 下部分的作用； 3）对留下部分，列平衡平衡方程求出内力。
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一些力学基本概念