北航课程设计大客飞机起落架与机翼连接结构设计及分析

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航空航天概论

学习预备
学习资料
考核标准
完成所有课程的学习；完成课程单元测试（40分）；完成课程单元作业（30分）；参加课堂讨论（10分）；期末考试（20分）；总分超过60分可以获得合格证书，总分超过85分可以获得优秀学员证书。
所获荣誉
2017年12月26日，该课程被认中华人民共和国教育部定为“2017年国家精品在线开放课程”。 2020年11月24日，该课程被中华人民共和国教育部认定为首批国家级一流本科课程。
该课程是学生了解航空航天知识的重要窗口，也是培养学生对航空航天兴趣和爱好，激发学生热爱航空、献身航空的有效途径。
所有航空航天爱好者均可学习该课程。
课程简介
第一周介绍航空航天的概念、分类及作用、世界和中国的航空航天技术发展；第二周介绍流体流动基本规律、飞机的升力和阻力；第三周介绍超声速飞行特点、飞机飞行性能和飞机操纵性与稳定性；第四周介绍直升机的飞行、直升机的操纵和航天器飞行原理；第五周介绍活塞式发动机、涡轮喷气发动机和其他航空发动机；第六周介绍液体火箭发动机、固体火箭发动机和非常规火箭发动机；第七周介绍导航与飞行控制、导弹的类型和制导；第八周介绍飞机机体构造、飞机起落架和航天器构造。
课程大纲
（注：课程大纲排版从左到右列）
教学目标
职业能力培养目标掌握航空航天技术的发展动态和发展趋势。知识目标 1、了解航空航天基本概念； 2、掌握航空航天发展概况； 3、掌握飞行器的飞行原理、动力系统、构造及其机载设备等方面的基本知识、基本原理和常用技术。素质目标 1、培养学生对航空航天兴趣和爱好； 2、激发学生热爱航空、献身航空。

飞机机身连接件的航空航天技巧与技术

飞机机身连接件在航空航天领域中扮演着至关重要的角色，其质量和性能直接影响着飞机的安全性和飞行性能。为了确保连接件在飞行中能够发挥出最佳的作用，需要运用各种航空航天技巧和技术来进行设计、制造和检测。本文将重点探讨飞机机身连接件的相关技巧与技术。

一、材料选择与设计

飞机机身连接件通常承担着连接和支撑机翼、机身等部件的重要作用，因此其材料选择至关重要。常见的连接件材料包括钛合金、铝合金、不锈钢等。在选择合适的材料时，需要考虑到连接件的强度、耐腐蚀性和重量等因素，以确保连接件具有足够的承载能力和耐久性。

在设计连接件时，需要充分考虑到飞机的结构特点和工作环境，合理确定连接件的形状、尺寸和结构。为了提高连接件的性能，可以采用一些先进的设计技术，如有限元分析、计算机辅助设计等，确保连接件具有良好的强度和稳定性。

二、制造工艺与工艺控制

连接件的制造工艺直接影响着其质量和性能。在制造过程中，需要采用适当的工艺控制方法，确保连接件的精度和表面质量达到要求。常见的连接件制造工艺包括锻造、铸造、机加工等，不同的工艺适用于不同类型的连接件。

为了提高连接件的制造精度，可以采用一些先进的工艺技术，如数

控加工、激光切割等，提高制造效率和质量稳定性。同时，还需要对

制造过程进行严格的工艺控制，确保每个环节都符合设计要求，避免

出现质量问题。

三、检测技术与质量控制

连接件的质量检测是保证其安全性和可靠性的关键环节。采用先进

的检测技术可以有效发现连接件的缺陷和隐患，确保其符合飞行要求。常见的连接件检测技术包括超声波检测、磁粉探伤、射线检测等，这

飞机结构设计报告——北航程小全

飞机结构设计报告

39051210齐士杰

本学期上了2节飞机结构设计设计现场课，

我从中学到了很多知识。在现场课上我们近

距离接触了许多飞机结构，下面我对

我们接触的飞机结构进行简单的分

析。

1右图所示为梁式翼面结构

主要的构造特点是蒙皮很薄，常用轻

质铝合金制作，纵向翼梁很强(有单

梁、双梁或多梁等布置)．纵向长桁较

少且弱，梁缘条的剖面与长桁相比要

大得多，当布置有一根纵梁时同时还

要布置有一根以上的纵墙。该型式的

机翼通常不作为一个整体，而是分成

左、右两个机翼，用几个梁、墙根部

传集中载荷的对接接头与机身连接。

薄蒙皮梁式翼面结构常用于早期的低

速飞机或现代农用飞机、运动飞机中，

这些飞机的翼面结构高度较大，梁作

为惟一传递总体弯矩的构件，在截面高

度较大处布置较强的梁。

2右图所示为翼肋

普通翼肋构造上的功用是维持机翼剖面

所需的形状。一般它与蒙皮、长桁相连，

机翼受气动载荷时，它以自身平面内的

刚度向蒙皮、长桁提供垂直方向的支持。

同时翼肋又沿周边支持在蒙皮和梁(或

墙)的腹板上，在翼肋受载时，由蒙皮、

腹板向翼肋提供各自平面内的支承剪

流。

加强翼肋虽也有上述作用，但其主要是用于承受并传递自身平面内的较大的集中载荷或由于结构不连续(如大开口处)引起的附加载荷。

3右图所示为铝蜂窝蒙皮

机身蒙皮在构造上的功用是构成机身的气动外形，并保持表面光滑，所以它承受局部空气动

力。蒙皮在机身总体受载中起很重要的作用。它承受两个平面内的剪力和扭矩；同时和长桁等一起组成壁板承受两个平面内弯矩引起的轴力，只是随构造型式的不同，机身承弯时它的作用大小不同。

飞行器结构设计课程设计教学大纲

飞行器结构设计课程设计

一、课程说明

课程编号：420213Z11

课程名称（中/英文）：飞行器结构设计课程设计/Aircraft Structure Design Curriculum Design

课程类别：专业教育课程（集中实践环节）

学时/学分：16/1

先修课程：理论力学，材料力学，航空航天概论，飞行器结构设计

适用专业：航空航天工程

教材、教学参考书：《飞行器结构设计》。余旭东，徐超，郑晓亚。西北工业大学出版社,2010年。第一版

二、课程设置的目的意义

本课程设计是航空航天工程专业必修的专业实践类主干课。课程的目的是在学习完飞行器结构设计之后培养学生运用所学知识解决实际问题，提高学生理论联系实际和动手操作的能力，使学生更深入的掌握现代飞行器结构设计的先进设计思想、设计理论和设计技术。

三、课程的基本要求

课程通过实验和课程设计环节培养学生的实际操作动手能力及学生应用相关理论知识来解决处理实际问题的综合能力。其具体要求为：

1.深入了解飞行器结构设计的基本概念和型号的研制步骤；

2.通过实际动手分解和组装无人机掌握无人机的基本结构特点和设计方法；

3.通过无人机飞控调试和无人机飞行实验以及无人机飞行轨迹规划等实验内容深入了解无人机的设计思想和对应的功能实现过程；

4.通过有限元软件对卫星的建模和仿真，掌握航天器结构设计的基本方法和飞行器动态设计的方法。

同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验设计习惯，为今后工作打下良好的基础。

四、教学内容、重点难点及教学设计

五、实践教学内容和基本要求

本课程为实践类的课程设计，具体的教学内容为三个实训类的实验课程:实验一, 旋翼无人机飞行实验;实验二,旋翼无人机试飞;实验三,卫星结构的动力学仿真实验。其具体要求为：实验一：要求掌握无人机的基本结构特点和各个构件的基本功能，并能动手拆解和组装无人机。实验二：要求对无人机进行飞行试验，掌握无人机结构设计在无人机实际飞行中起的关键作用。实验三：要求对卫星建立简单的动力学模型，通过商业软件对卫星动态性能进行分析，并给出改进的意见。

飞行器结构设计与分析

从古至今，人类一直向往飞翔的自由。在现代科技的发展下，人们终于可以驾

驭驾机飞翔。而飞机的设计和结构是实现这个愿望的重要关键。

一、飞机的基本结构

飞机是一个巨大而复杂的系统。一个飞机通常由机翼、机身、尾部和发动机组成。机翼是飞机承受飞行重力，并产生升力的部分。机身是飞机的主体组成部分。尾部包括尾翼和尾旋翼，它们控制着飞机的方向和平衡。发动机提供推力，使得飞机向前运动。

二、飞机结构设计中的考虑因素

设计师在设计飞机的结构和布局时，必须考虑到许多因素。一些主要因素包括：机翼升力、阻力、质量、失速和安全等方面。为了达到飞行的目的，飞机的机翼必须能够产生升力和阻力。通常情况下，翼展越长，机翼面积越大，所能产生的升力也会越大。不过，同时也会增加飞机的质量。而当飞机不能在给定的速度和升力下飞行时，就会发生失速。因此，在设计机身和机翼时，必须确保足够的升力和控制面积，以避免飞机失速。

三、飞机结构设计的工程手段

飞机结构设计和分析是一项非常复杂的工程。设计和分析涉及到机械工程、工

程力学、材料和制造。在设计和分析的过程中，工程师需要使用一些高级的软件工具，如有限元分析和计算流体力学。有限元分析用于评估和优化飞机结构的力学特性，包括重量、强度和刚度等。而计算流体力学则可以帮助工程师模拟飞机的运动和飞行特性。

四、飞机结构材料

强度和刚度是飞机结构设计的重要考虑因素之一。传统上，飞机的结构使用铝合金制成。不过，近年来，碳纤维和复合材料也开始被广泛使用。复合材料由两种或多种不同材料组成，具有超强的弹性、刚度和重量比。此外，复合材料还有防腐蚀性能好、使用寿命长等优点，因此，在现代飞机制造中正变得越来越流行。五、结语

北航大飞机班-大型客机气动设计

大飞机班

大型客机气动设计

结课论文

2013/12/27

1，大型客机概述

1.1大型客机概念

大型客机项目是一个国家工业、科技水平和综合实力的集中体现，对增强中国的综合国力、科技实力和国际竞争力，使中国早日实现现代化具有极为重要的意义。大飞机一般是指起飞总重超过100吨的运输类飞机，包括军用大型运输机和民用大型运输机，也包括一次航程达到3000公里的军用或乘坐达到100座以上的民用客机。从地域上讲，我国把150座以上的客机称为大客机，而国际航运体系习惯上把300座位以上的客机称作“大型客机”，这主要由各国的航空工业技术水平决定的。具体载客量要看机型和舱内布局。最大的客机A380如果全经济布局的话可以载800多个人。

1.2大型客机研制

较军机而言，民机有许多不同之处。主要来讲，民机研制流程可以从时间角度划分为前期论证、型号研发、产品支援及客户服务三大阶段：1）前期论证阶段：这一阶段的主要工作任务是形成产品设想和立项，一个标志性里程碑是：长周期及通用技术准备工作正式启动。

2）型号研发之可行性论证阶段：这一阶段的主要工作任务是定义满足市场需求的产品方位和层次。初步设计和详细设计阶段：这一阶段的主要工作任务是定义满足市场需求的具体产品。产品研制阶段：这一阶段的主要工作任务是形成满足市场需求的合法的产品和服务。

3）产品支援及客户服务阶段。

1.3国产大飞机研制意义

中国虽然在民用飞机制造方面拥有一定经验，但与发达国家相比还存在较大差距，难以满足我国经济社会发展和快速增长的民用航空市场的需求。未来２０年，是中国民用航空工业发展的重要战略机遇期。中国实施大型客机项目具有以下六大重要意义：

毕业设计论文飞机前起落架机构设计论文

1.引言

起落架是供飞机起飞、着陆时在地面上滑跑、滑行停放用的。它是飞机的主要部件之一，其工作性能的好坏以及可靠性直接影响飞机的使用和安全。具体说，起落架主要功用有：一是吸收并耗散飞机着陆垂直速度所产生的动能；二是保证飞机能够自如而又稳定地完成在地面上的各种动作。为了有效地完成起功能，起落架设计面临着结构设计、机构设计、空气动力性能以及由飞机用途决定和维修人员提出的使用、维修等方面一系列存在的有一定矛盾的各种要求。举例来说，在多数情况下飞机起落架整个装置的重量占全机重量的3%~5%，占飞机结构重量的10%~15%；而它必须在飞机升空后能收入到机体结构和飞机阻力影响最小的空间中去。然而，现代飞机速度增大；现代战斗机均要求有近距离起落等高性能；一些大型运输机比过去重的多（如波音-747的重量是波音-707-320的两倍多），此时就必须采用大的多轮式起落架；同时上述种种原因使起落架的各种装置比过去更为复杂，而使其起落架的空间更显紧张。由此可见，设计人员要找到一个能最好地协调各种要求，同时又使结构轻、成本低的设计方案变得越来越困难了。

现代飞机起落架是由结构、机构和各种系统共同组成的复杂机械装置，包括减震系统、受力支柱、撑杆、机轮、刹车装置和防滑控制系统、收放机构、电气系统、液压系统和其他一些系统和装置。因此起落架设计比飞机结构设计的其他部件要包含更多的工程专业。

起落架材料的发展状况，欧美国家起落架选用300M和35NCD16低合金超高强度钢整体锻件结构加工工艺，零件外形加工后进行真空热处理或可控气氛热处理。材料利用率只有12.5%-25.0%。

课程设计报告飞机襟翼设计

课程设计(论文)

院（系）名称航空科学与工程学院专业名称飞行器设计与工程题目名称襟翼结构初步设计学生姓名

班级/学号

指导教师王立峰

成绩

2012年9 月

北京航空航天大学

本科生课程设计（论文）任务书

Ⅰ、课程设计（论文）题目：襟翼结构初步设计

Ⅱ、课程设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：

图1

1 机翼翼型参数（翼型，根弦长度br ，尖弦长度bt ，展长l ，后掠角A ）

2 襟翼基本参数(相对弦长b 襟翼/b 机翼，相对展长 l 襟翼/l 机翼，偏角 As) 襟翼离翼根均为30cm ；

3 襟翼设计载荷（前缘气动载荷P ，载荷分布直线，最大载荷点距襟翼前缘5cm ）

Ⅲ、课程设计（论文）工作内容：

2、分析和确定襟翼的运动方式，画出运动图

3、根据给定的设计载荷设计襟翼结构。

4、选择3个以上关键部件进行强度分析。重量估算。

5、根据设计结果，绘制襟翼的装配图。选择3个以上的零件画出零件图。

图纸必须 6、符合规范。

序号

翼型

根弦长度br 尖弦长度bt 展长l 后掠角A （25度弦线）相对弦长b 襟翼/b 机

翼相对展长 l 襟翼/l 机翼偏转角 As 前缘气动载荷P （襟翼展向根部）前缘气动载荷P （襟翼展向尖部） 8 23016

2.4

1.5

0.30

0.25

850

750

襟翼型式及载荷分布示意图

7、完成课程设计报告。

一、襟翼的常见结构和载荷情况：

1.1 襟翼的常见结构：

图2

简单襟翼：简单襟翼与副翼形状相似,放下简单襟翼,相当于改变了机切面形状,使机翼更加弯曲。这样,空气流过机翼上表面,流速加快,压力降低;而流过机翼下表面,流速减慢,压力提高。因而机翼上、下压力差增大,升力增大。可是,襟翼放下之后,机翼后缘涡流区扩大,机翼前后压力差增大,故阻力同时增大。襟翼放下角度越大,升力和阻力也增大得越多。

北航先进飞行器设计工程复习题2014版

© 天之饺子 2014
4、下图所示各种尾翼布局，试从结构和气动综合的角度分析哪种布局对改出尾旋最有利。
【答案不完整】飞机的方向安定性和操纵性是用立尾、腹鳍及方向舵来实现的。立尾在改出尾旋中起着关键作用，为从尾旋中改出，要有足够的方向舵效率。在布置立尾时要考虑使方向舵在大迎角时离开平尾的尾迹。尾旋时，飞机基本上是垂直下落，同时导致绕一垂直轴旋转，此时必须制止旋转并减小侧滑角，从而要求有足够的方向舵操作;大迎角下，平尾失速，产生紊流尾迹，并以大约 45 °的角度向上扩展。作为经验法则，方向舵至少应有三分之一必须在尾迹之外; 将平尾上移也可减小平尾尾迹对方向舵的影响，但需要提防上仰;背鳍因产生一个附着于垂尾上的涡而改善了大侧滑角下的尾翼效率，这可防止在尾旋中所遇到的那种大侧滑角，并在尾旋中增大方向舵操纵;腹鳍可以防止大侧滑角，且不会被机翼尾迹淹没，还用于避免高速飞行中的航向不稳定性 5、推重比和翼载的概念，内在联系，确定该二参数的一般方法（课件上说根据画图确定）。推重比（ T W ）：发动机地面台架状态的推力值与飞机重量之比。翼载（ W S ）：飞机重量与机翼参考面积之比推重比和翼载是影响飞机性能最重要的两个参数。确定这两个参数的一般方法如下：（1）先猜一个推重比（2）计算各种状态下的翼载，失速、起飞、降落、机动、巡航等（3）选取最小的翼载（4）再重新计算推重比

北京航空航天大学航空科学及工程学院导师信息

飞机设计研究所

简介

飞行器设计专业是北航1952年建院时，最早设立的专业点以及具有最大影响的学科之一，有博士和硕士学位授予权，及特聘教授岗位，是国家首批博士点单位。飞机设计所学术梯队合理，人员精干，有较高的教学、科研和工程水平。

专业研究方向有：

飞行器总体综合设计

飞行器隐身技术与作战效能研究

飞行器结构优化和CAD技术

飞行器结构耐久性和损伤容限设计理论及技术

复合材料结构分析与设计

飞机外挂物投放/发射过程数值仿真研究

无人机、旋翼机及特种飞行器等工程技术研究

高效能，长寿命起落架设计技术研究

固体力学研究所

简介

1985年由北京航空学院批准建立，它是由1957年成立的“飞机结构与强度计算教研室“，1962年成立的“热强度研究室”，1977年成立的“疲劳小组”机院内有关学科共同组建的。研究所现有58人其中教授17人，副教授15人，高级工程师9人，讲师与工程师12人，初级技术人员及工人5人。

研究所内分七个教研室，即：

结构疲劳与断裂力学研究室

静动力强度研究室

计算力学研究室

复合材料力学研究室

热强度研究室

生物力学研究室

气动弹性研究室

除计算力学研究室外，各研究室内均设有实验室，形成固体力学试验中心。

目前研究所正在进行的主要研究课题有：

疲劳可靠性分析

结构耐久性和概率损伤容限设计与评定技术研究

复合材料力学研究

复合材料疲劳与损伤研究

亏损性结构动力学理论研究

声疲劳研究

复杂阻尼结构动力学分析及参数识别

结构有限元计算方法

气动加热及结构热应力研究

气动弹性力学计算与实验研究

生物力学研究

固体力学研究所

简介

飞机机翼翼梁的结构分析和修理毕业设计精品

1 引言 (5)

2 飞机翼梁的结构分析 (5)

2.1 翼梁的结构组成 (5)

2.1.1 翼梁缘条 (6)

2.1.2 翼梁腹板 (6)

2.2 翼梁的受载特点 (7)

2.3 翼梁的布置 (8)

3 故障诊断 (8)

3.1 超声波探伤 (8)

3.1.1 超声波探伤设备 (9)

3.1.2超声波探伤的工作原理 (9)

4 故障修理 (10)

4.1 翼梁缘条的修理 (10)

4.1.1 缺口的修理 (10)

4.1.2 裂纹的修理 (11)

4.1.3 断裂的修理 (12)

4.2 翼梁腹板的修理 (15)

4.2.1 裂纹的修理 (15)

4.2.2 破孔的修理 (16)

4.2.3 切割的修理 (17)

5 校核强度 (18)

5.1 梁缘条修理时的强度计算 (18)

5.2 腹板修理时的强度计算 (21)

结束语 (22)

参考文献 (23)

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

飞机机翼-机身连接结构受力特性分析研究

叶聪杰;杜艳梅;于振波

【摘要】机翼-机身连接结构作为飞机设计中最重要的一环,应当准确分析其受力特性,合理设计其连接结构.基于有限元计算结果对A、B两种机翼-机身连接结构形式进行受力特性研究,分析表明B结构的机翼后梁后梯形板(或A结构前三角板)分担了部分载荷,减轻了后梁站位加强框承受的载荷.B结构连接刚度相对柔性,减小了后梁处协调变形的影响.A结构设计了后三角板,通过后三角板将起落架部分机构与机身的连接,后三角板分担了部分起落架载荷,对于机身的内力均匀分布是有利的.【期刊名称】《民用飞机设计与研究》

【年(卷),期】2017(000)002

【总页数】8页(P59-66)

【关键词】受力特性;梯形板;有限元分析

【作者】叶聪杰;杜艳梅;于振波

【作者单位】上海飞机设计研究院,上海201210;上海飞机设计研究院,上海201210;上海飞机设计研究院,上海201210

【正文语种】中文

【中图分类】V214.1+1

机翼-机身连接结构作为飞机设计中最重要的一环，应当准确分析其受力特性，合理设计其连接结构。基于有限元计算结果对A、B两种机翼-机身连接结构形式进行受力特性研究，分析表明B结构的机翼后梁后梯形板(或A结构前三角板)分担了

部分载荷，减轻了后梁站位加强框承受的载荷。B结构连接刚度相对柔性，减小了后梁处协调变形的影响。A结构设计了后三角板，通过后三角板将起落架部分机构与机身的连接，后三角板分担了部分起落架载荷，对于机身的内力均匀分布是有利的。

飞机根据机翼相对于机身的位置可分为上单翼布局、中单翼布局和下单翼布局[1-2]。现代民用飞机中多采用下单翼布局，其机翼-机身连接的典型设计，是把机身

北航飞机总体设计第2次作业

1、飞机设计的三个主要阶段是什么？各有些什么主要任务？

答：飞机设计分为概念设计、初步设计、详细设计三个阶段；在概念设计阶段主要解决飞机的布局与构型，主要参数，发动机、装载的布置，三面图，初步估算性能，方案评估，参数选择与权衡研究，方案优化等问题；初步设计阶段进行飞机冻结布局，完善飞机的几何外形设计、完整的三面图和理论外形（三维CAD 模型），详细绘出飞机的总体布置图，机载设备，分系统，载荷和结构承力系统，较精确的计算，（重量重心、气动、性能和操稳等），模型吹风试验；详细设计阶段包括飞机结构的设计和各系统的设计，绘出能够指导生产的图纸，详细的重量计算和强度计算报告，大量的实验，准备原型机的生产。

2、飞机总体设计的重要性和特点主要体现在哪些方面？

答：飞机总体设计的重要性主要体现在：概念设计阶段就已经确定了整架飞机的布置；总体设计阶段所占时间相对较短，但需要作出大量的关键决策；设计前期的失误，将造成后期工作的巨大浪费；投入的人员和花费相对较少，但却决定了一架飞机大约80%的全寿命周期成本。

其特点表现为：科学性与创造性（应用航空科学技术相关的众多领域（如空气动力学、结构力学、材料学、自动控制、动力技术、隐身技术）的成果）；是一个反复循环迭代的过程；高度的综合性（综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调）；

3、 Boeing的团队协作戒律有哪些？

答：1. 每个成员都为团队的进展与成功负责；

2. 参加所有的团队会议并且准时达到；

3. 按计划分配任务；

4. 倾听并尊重其他成员的观点；

北航飞行器结构优化设计

概述

结构的优化设计包括材料选取、几何形状和布局设计、阻力和气动特

性等多个方面。在这方面，有许多技术和工具可以用于支持飞行器结构的

优化设计。其中包括有限元分析、拓扑优化、多学科优化等。

材料选取

材料的选取对飞行器结构的优化设计至关重要。正确选择合适的材料

可以有效地减轻飞行器的重量，并提高其强度和刚度。常见的优化设计材

料包括高强度钢、铝合金、复合材料等。对于不同类型的飞行器，比如固

定翼飞机、直升机、无人机等，材料的选取需要根据其特点和性能要求进

行合理选择。

几何形状和布局设计

几何形状和布局设计可以通过优化来减少飞行器的阻力并提高其性能。优化设计可以通过调整机翼、机身、尾翼等部件的形状和尺寸，改善飞行

器的气动性能。此外，通过减少细微的结构细节，可以减少飞行器的表面积，从而减少阻力。

阻力和气动特性

飞行器的阻力和气动特性对其性能和效率有着重要的影响。通过优化

设计，可以减小飞行器的阻力，并提高其升力性能。常见的优化设计方法

包括设计低阻力翼型、翼型尖端修整、减小表面涡流等。

有限元分析

有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以在结构设计中用于评估

材料和几何形状的负载响应。通过有限元分析，可以预测和优化飞行器的

应力和变形。这对于飞行器的结构优化设计非常重要，能够避免结构的过

度设计和储备，并确保飞行器的强度和可靠性。

拓扑优化

拓扑优化是一种常用的结构优化方法，通过调整结构的拓扑发现最佳

物理结构布局。它能够优化材料的分布，减小结构的自重，并保持结构的

强度和刚度。拓扑优化通常与有限元分析相结合，以提供最优的结构设计

航空科学与工程学院

: 北京航空航天大学

:本科教学工作水平评估

航空科学与工程学院

评估资料

1.2.1院系教学指导委员会组织机构，近三年工作计划、会议记录和工作总结

本科教学指导委员会名单 (1)

教学实验条件建设工作领导小组名单 (2)

2003年本科教学工作总结 (3)

2004年本科教学工作总结 (7)

2005年本科教学工作总结 (11)

航空科学与工程学院

本科教学指导委员会名单

组长：林贵平

副组长：杨超杨嘉陵

成员：黄俊张华吴大方张曙光张兴娟

顾问：单辉祖

秘书：王玲英

航空科学与工程学院

2004/5/6

航空科学与工程学院

教学实验条件建设工作领导小组名单

组长：林贵平

副组长：邱志平

成员：黄俊张华吴大方张曙光张兴娟

秘书：王玲英

航空科学与工程学院

2004/5/6

航空科学与工程学院

2003年本科教学工作总结

一、2003本科教学主要工作

1教学计划的制定工作

经过几年的运行，2000版计划暴露出一些问题。为了适应人才培养的要求，在教务处的领导下，对我院三个专业的培养计划进行了重新修订。经过充分讨论

和反复协商，形成了新的培养计划体系。培养计划分为基准部分和拓展部分，以满足多样性人才培养的要求。为了强调我校工程力学专业的航空航天特色，工程力学专业与飞行器设计与工程专业的专业基础课程设置一致，为学生自主选择专业、实现学科交叉，培养复合性人才奠定基础。在专业基础课程的设置方面，强调飞行器设计的核心课程，既有空气动力学、结构强度，也有飞行力学方面的课程，使学生能够对飞机设计的各个方面有基本了解，能够适应未来飞机设计各专

业的要求。提供了大量的专业选修课，增加了培养计划的灵活性。

飞行器结构设计现场课报告

这次现场课主要是梁架式后掠翼。本次老师主要是需要我们从四方面进行分析：翼身

连接简化、结构布局简化、结构之间连接和传力分析。

机翼与机身连接处使用两组接头。前梁附近采用简单支撑，后墙附近采用固定支撑连接。机翼产生的剪力、弯矩和扭矩被转换为连接螺栓的剪力，以达到平衡。

梁架式后掠翼的布局分成两部分。在根肋外的结构形式与常规平直翼相同。靠近机身

处前梁、主梁和后墙一端与根肋相连，一端与侧面加强肋相连。纵梁则是分别与根肋、主

梁相连。这种布局是因为机翼在与机身连接处还要布置开口放起落架，所以采用这种加强

的形式来加固机翼。

结构之间的连接大致如下。前梁为两点铰接梁，分别支撑在机身和主梁的端点上。主

梁是固定在机身和侧肋上的悬臂梁。后梁为悬臂梁，固定在主梁和侧肋上。根肋可视为双

支点梁，一端与后梁铰接，另一端与前梁与主梁相交。由于前梁、主梁和根肋的边缘条之

间有加强蒙皮间接连接，腹板也连接在一起，因此前支点可视为弱固定支撑，在传递扭矩

时起到固定支撑的作用。侧肋接收前、主梁和后梁传递的弯矩分量，并认为它最终铰接在

前梁和主梁的接缝处，主梁以双支点梁的形式弯曲，然后将弯矩转换为剪力并传递给两个

接缝。前肋固定支撑在前梁上。

传力分析相对比较复杂。根肋外的剪力传到根肋上，后墙处的剪力分别传到后墙和纵

梁上，后墙传递的剪力直接传到主梁上直接传给机身，而纵梁上分担的剪力传到主梁上再

传到与机身的接头。前梁处的剪力大部分通过主梁传到机身接头处，少部分由前梁来承担。

弯矩最终通过每个节点收敛到主梁，然后传递到节点。在这里，从后墙和前梁传递到

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