民用飞机机身截面设计方案研究

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民用飞机薄壁结构细化模型建模方法分析

固支端
ＡHale Waihona Puke ＆ＮＡＳＴＲＡＮ
１分析对象
这里以简单的悬臂梁结构为分析对象， “ ” 该工字型参数：梁长８００ｍｍ，０ｍ，高９ｒａ
梁凸缘及腹板厚度均为４ｍ。ａｒ梁左端固支，右端面施加向上的剪力１００分析剖面１０Ｎ，
注意组成上下缘条和腹板壳元在有限元模
图２应力分析结果型中，几何特性可以简化为图３示的模其所
科技刨新导报ＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｎｏａｉｎＨｒｌｃｅｃｎｅｈｏｏｙＩｎｖｔｅａｄｏ
为梁中点位置，约束端４０距０ｍｍ，图ｌ见。分析对象剖面几何特性参数见表ｌ。
图１分析对象
表１剖面几何特性参数
’ Ｊｒ’ ’ — ’
１
２建模及应力分析
根据材料力学中的工程方法进行计算
６０８￣ｍ
’ 一
面积Ａ：
［］可较为容易的得到分析剖面处弯矩：１，
Ｍ＝一ｌ００Ｘ４０１００＝一４ｏ００ｍ，４０ｏＮ・由此
惯性矩Ｉ：
Ｕ
８５０ｍ３１６ｍ￣
－４５ｍｍ
寸
Ｉ
Ｙ－匕
得到凸缘上下表面应力：
，＝ — — 一ｒｒｒ： — — — Ｖ ’ Ｉ

双通道民用飞机机身典型剖面设计研究

科技・探索・争鸣
Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆技Ｔｅｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界Ｖｉｓｉｏｎ
双通道民用飞机机身典型剖面设计研究
吴洋张振伟（上海飞机设计研究院总体气动设计研究部，中国上海２０１２１０）
对于增压客舱飞机．大部分机身剖面设计成圆形．主要源于以下剖面总高（ｍｍ／ｉｎ）
１）从气动效率考虑：消除尖角，飞机在正常的迎角和侧滑角时不致出现气流过早分离：２）从结构承载考虑：圆形剖面结构承载效率最高．当机身内部增压时．圆形机身以环形张力来平衡内部压力载荷．而任何非圆形剖面都将承受弯曲应力然而．从空间有效利用率来分析．对于剖面直径不是特别大的飞机．圆形剖面将造成客舱空间的浪费。因此．为满足一些飞机对旅客座椅和集装箱布置需求。常采用双圆或多圆剖面形式。多圆剖面由多段圆弧和与其相协调的光滑过渡曲线组成．可根据客舱布置需要．灵活改变圆弧半径和圆心位置．实现客舱空间的充分利用。日
ｔｏａｎｌｙａｚｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅＢｏｅｉｎｇ＆Ａｉｒｂｕｓｄｕａｌ－ｃｈａｎｎｅｌｃｉｖｉｌａｉｒｃｒａｆｔｆｕｓｅｌａｇｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｔｈｅｐｒｏｆｉｌｅｏｆａｔｙｐｉｃａｌｄｕａｌ — ｃｈａｎｎｅｌｃｉｖｉｌｆｕｓｅｌａｇｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｄｕａｌ — ｃｈａｎｎｅｌｃｉｖｉｌａｉｒｃｒａｆｔｆｕｓｅｌａｇｅｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ．

民用飞机隔框结构设计

浮框不直接与蒙皮连接，发生坠撞时，角片先破坏，将框与
表２排钉角度ａ推荐值
Ｒ＝拉伸应力／弯曲应力ａ
Ｒ≤ ４（弯曲载荷大）
４＜Ｒ ≤ １５
ａ＝３０会通过框传给客舱地板结构，有效保障客舱旅客安全。
目前民机普通隔框均用钣金浮框，制造简单，成本低，工艺成熟、成品率高。钣金框常采用Ｚ型截面，刚度和侧向稳定性好，也便于自动钻铆机进行打孔和装配。机加框常选择 ”Ｃ” 、 ”Ｉ ”型截面，材料使用率高。需在腹板开孔让长
桁通过，需关注开孔位置的疲劳性能。通常在长桁孔边整体
机加出加强筋，提高腹板刚度，降低孔边应力。
对于同样承载能力，机加框方案重量较轻。因为机加框
材料集成度高，结构效率高，还省去了框和角片之间的连接结构和紧固件。考虑飞机适坠性时，浮框结构优于机加框。
的安装高度。确定了框高后，再根据载荷确定框结构方案并进行详细设计和优化，最终确定框截面尺寸。
筋壁板结构，它承受了机身弯曲、剪切、扭转以及客舱压力
引起的大部分载荷。机身壁板在压缩载荷下类似于细长柱结构，为防止其发生低载失稳，通常布置隔框对壁板提供支撑。按一定间隔布置的隔框将机身壁板分成很多段，对长桁提供侧向支撑，有效避免总体失稳的发生，提高了长桁和壁板的
小均不一样。这样受载严重的紧固件会先发生破坏、失效，
框分段位置
从而载荷转至其他紧固件，最终导致整个连接区域失效。合理布置紧固件，可以避免此类事情。图５所示对接带板的排钉角度ａ取决于拉伸和弯曲载荷比。选择合适的ｏ［，不

现代民用飞机客舱空间的设计探索

自由灵活，内设施可因任务不同而改换，机而
客舱是乘客的空中旅行中唯一的活动空
间，以往的民用飞机在客舱的尺寸设计中，基
学
提供的“ 准 ” 常人数据和规范的较低标标正准，而现在，种状态正在被打破，计者根这设据人的身体特征、作特征、觉特征，空动感对间尺寸进行逐步改进，加宽敞的客舱使乘更坐更加舒适、宜人。
座（－．）３３３布局两种客舱布置形式；公务舱在
全、经济、适 ” 当前提出的 “ 高效、安舒到更更静、环保 ” 这种新技术新标准的转换更加更，
深入地体现了“ 以人为本 ” 的宗旨，以及对人
内，排４或６座的基本布局中，大了两侧一增行李舱的容积，之最大能够容纳８个标准使
数指标的设定，一般的单通道飞机中，顶在舱
工作或休息时不同状态的体温变化自动增加
或者减少送风量，既保证了舒适的空气环境，
也能节省能源。传统客舱里照明系统一般采用白色荧光
管照明，仅功能有限，不而且色调单一。新设
计中，了发光二极管和荧光管混合照明技采用
术，引进完全一体化和自由编程的发光二极管
高度大约在１８ｍ左右。．８
数年来一直着力于支线飞机市场的巴西航空工业公司，２０在０５年推出的Ｅ７／９１０１０

机身外形的设计讲解

航空宇航学院
• 按面积律的要求对飞机进行修形：
- 将机身中段收缩成蜂腰形 - 将平尾、垂尾及发动机短舱等部件的纵向位置错开
• 应用例子 - 美国F102和B-58 - 我国Q-5型强击机和J-12歼击机
航空宇航学院
美国B-58飞机横截面积分布图
1－机身；2－机翼；3－内侧发动机短舱；4－挂架； 5－外侧发动机短舱；6－挂架；7－整流包皮；8－尾翼。航Leabharlann 宇航学院机身头部和尾段设计
A300B机身尾部外形试验方案上掠角与机身阻力系数增量曲线图
航空宇航学院
机身外形参数的初步确定
• 机身长径比λ的选择（参考统计数据）
长径比 λ身
低速 M0.7
6-9
高亚音速 M （0.8 - 0.9）
8 - 13
超音速 10 -20
λ头
1.2 - 2.0
1.7 - 2.5
4-6
λ尾
2-3
3-4
5-7
• df / lf ，lfc , θfc 的选择
机型单发螺旋浆双发螺旋浆战斗机喷气旅客机喷气公务机
航空宇航学院
各种非圆形机身截面形状
公务机
航空宇航学院
由多段圆弧构成的截面
航空宇航学院
超大型客机的截面形状
航空宇航学院
A380 的机身截面形状
客舱的等级
航空宇航学院
座椅的尺寸
航空宇航学院
参见第9章
座椅的纵向布置
航空宇航学院
参见第9章
航空宇航学院
• 客舱的座位安排：与长径比协调
航空宇航学院
表3 MD-82和DC-9-50改型收益比较
航空宇航学院
加长机身的影响

飞机机身结构优化设计技术研究

飞机机身结构优化设计技术研究一、引言随着航空工业的快速发展，飞行器的性能和可靠性要求越来越高，飞机机身结构的优化设计成为了关注的重点。

针对飞机结构优化设计技术的研究，能够提高飞机的综合性能，减轻结构重量，节约能源，提高飞行安全性和降低制造成本。

本文将从机身结构的材料、形状和布局等方面进行探讨。

二、结构材料优化设计机身结构的材料是飞机发展中不可或缺的一环。

在材料的选择方面，应根据所需强度、刚度和弹性模量的不同性质选择不同的材料，从而形成一种耐久而轻巧的机体结构。

1、金属材料当下大部分民用飞机和军用飞机还是采用铝合金材料制作的，因为其具有重量轻、可塑性好、强度高和加工工艺简单等优点。

目前，高强度铝合金、镁合金等新材料的应用也越来越广泛。

2、复合材料复合材料是由两种或多种不同的材料混合而成的复合材料。

该材料的强度、重量比和刚度均优于金属材料，但成本较高，加工难度也较大。

此外，碳纤维复合材料具有良好的抗拉强度和刚度、重量轻，是制作高速飞行器和能源利用效率高的大型飞机的优选材料。

三、结构形状优化设计机身结构的形状对结构的强度、稳定性、制造成本等都有很大的影响，因此需要在形状设计方面进行结构优化。

1、翼身一体设计翼身一体设计是一种通过将机翼与机身的结构进行融合统一实现的优化设计，能够降低机身的气动阻力、提高机身航空速度，从而增强航空器的飞行经济性。

2、翼面厚度优化设计在机身结构设计中，翼面是承受气动力的主要构件之一，对于翼面的优化设计是提高机体结构强度的关键环节。

通过对翼面船体的几何图形进行改进和优化，变化它的外形和厚度来减小飞机的阻力，使飞机的空气动力学性能更加优越。

四、结构布局优化设计在机身结构设计中，对于结构的布局进行优化是减轻机身重量，提高飞行效率的关键环节。

1、纵向结构优化设计飞机的纵向结构一般设有大量的肋骨连接短梁，而肋骨之间的压强在整个结构中占很大的比重，因此，对飞机机身纵向结构的优化是减小整体机体的重量的前提。

民用客机后机身外形设计研究

１ＣＣ一２００飞机总体技术参数
ＣＣ一２００飞机是英国克莱菲尔德大学团队设计项目预研的一款单通道，典型２级舱位，１８２人布局的民用客机。它定位于中国及东南亚市场，可以覆盖东南亚主要城市航线，目标是取代现有市
７０１１中的方法进行阻力增量的计算、评估。计算表明，在机身迎角一定的情况下，后机身阻力增量随着上掠角
的增大而增大。
关键词：后机身；外形；阻力增量；上掠角；迎角
中图分类号：Ｖ２２３文献标识码：Ａ
ＳｔｕｄｙｏｆＡｆｔＦｕｓｅｌａｇｅＥｘｔｅｒｎａｌＳｈａｐｅＤｅｓｉｇｎｏｆＣｉｖｉｌＡｉｒｐｌａｎｅ
ＣＨＥＮＪｉａｎ，ＹＵＪｉｎ－ｈａｉ
（ＳｈａｎｇｈａｉＡｉｒｃｒａｆｔＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３２，Ｃｈｉｎａ）
程。该设计理念与波音公司的亚声速超绿色概念飞机ＳＵＧＡＲＶｏｌｔ类似，以提高燃油经济性和旅客舒适性为主要目标。依据以上总体技术参数，绘
制ＣＣ一２００飞机的三视图，如图１所示。
第３４卷第２期
２０１４正

民用飞机普通框结构设计分析

整，这里就必须指出距帮较近的锚杆锚索深入巷帮方向的角足，对于锚网支护井巷工程顶板管理普遍适用。该支护形式具
度，其一定要改变，以此形成倒三角楔体，考虑到矿压作用。根有广泛的应用，适用三、四类不稳定顶板管理。第二，适用变化
以保证破损一安全设计阻止蒙皮裂纹的扩展。
阻止裂纹的扩展。
本文以民机金属普通框为研究对象，分析受力，研究其结构商载（旅客和货物，包括惯性载荷）在垂直方向，通过滑轨，
特点和设计方法，对民机金属普通框的结构设计提供有意义的横梁，支撑等传递给框，再通过剪切角片以剪流的形式传递给
到顶板中间逐步拉大锚杆间距，切记顶板管理关键在于靠帮两会．２００７．
边。第二，向帮的方向和靠帮的锚杆锚固端记得要保持一定的［２］甘元平，孙湘军，尤国俊．锚索锚网梁联合支护技术的应用…．矿
参考文献
间距减小，同时在巷道设计开始的时候务必要加入对顶和帮两ｆＩＩ陈士海，乔卫国，孔德森．大兴煤矿软岩巷道锚索带网支护技术
者之间的连接考虑，顶板支护强度从靠帮的顶锚索、锚杆开始，应用研究【ｃ】／／地面和地下工程中岩石和岩土力学热点问题研讨
关键词：机身；普通框；设计分析
中图分类号：Ｖ２２

双通道民用飞机机身典型剖面设计研究

0引言对于民用飞机,客舱典型剖面的设计,事实上反映了客舱的舒适水平和货舱的装载能力以及为了满足这种舒适性水平和装载能力而需要付出的飞机重量和气动阻力等代价之间的一种权衡,客舱典型剖面选择的优劣,对飞机的经济性和舒适性也极为重要。

[1]1剖面形状设计研究对于增压客舱飞机,大部分机身剖面设计成圆形,主要源于以下两个原因:1)从气动效率考虑:消除尖角,飞机在正常的迎角和侧滑角时不致出现气流过早分离;2)从结构承载考虑:圆形剖面结构承载效率最高,当机身内部增压时,圆形机身以环形张力来平衡内部压力载荷,而任何非圆形剖面都将承受弯曲应力。

然而,从空间有效利用率来分析,对于剖面直径不是特别大的飞机,圆形剖面将造成客舱空间的浪费。

因此,为满足一些飞机对旅客座椅和集装箱布置需求,常采用双圆或多圆剖面形式。

多圆剖面由多段圆弧和与其相协调的光滑过渡曲线组成,可根据客舱布置需要,灵活改变圆弧半径和圆心位置,实现客舱空间的充分利用。

[2]2空客波音双通道飞机剖面设计表1为空客波音在役双通道飞机典型剖面形状比较。

表1各机型典型剖面对比从表1可知,A330/340,B777典型剖面均由正圆形成,B787由三段圆弧构成,A350亦为非正圆剖面。

从增压载荷承载效率来分析,圆形剖面无疑是受力最好的剖面,也这是早期双通道飞机采用正圆剖面的主要原因,如A330/340,B777飞机。

但是对于新研制飞机,如A350,B787均采用非正圆剖面。

本文将通过分析对比来阐述为什么B787不采用正圆剖面设计。

图1为A330/340、B787、B777机身典型剖面图。

表2为主要参数对比。

表2A330/340、B787、B777机身典型剖面主要参数对比3各剖面设计参数分析一般来说,座椅扶手处是座椅最宽处,而扶手距地板高度一般为625mm(25in),因此客舱地板距离上圆圆心(此处剖面最宽)的最佳距离约在600mm左右(因为座椅最宽处有一定高度),此时,剖面空间利用率最高,靠窗户的乘客乘坐最舒适。

民用飞机全机静力试验机身加载方案研究

民用飞机全机静力试验机身加载方案研究随着民用飞机的快速发展，为了确保飞机的飞行安全性和结构强度，全机静力试验成为了飞机设计和制造过程中的重要环节。

本文对民用飞机全机静力试验的机身加载方案进行研究。

全机静力试验是指通过在实验室中对整架飞机进行静力加载，模拟飞行过程中各种应力情况，检测飞机材料和结构是否满足设计要求，验证飞机的强度和可靠性。

在全机研制过程中，通过全机静力试验可以及早发现结构弱点和设计缺陷，为进一步改进设计提供参考依据，并确保飞机的飞行安全性。

机身加载是全机静力试验中的重要环节之一，主要通过施加加载力对飞机机身进行力学性能测试。

机身加载方案的研究是指选择合理的加载点和加载方式，以确保飞机在试验中受到的应力分布均匀，避免对飞机结构造成不必要的破坏。

在机身加载方案的研究中，首先需要确定加载点的位置和数量。

加载点的位置选择应综合考虑到飞机结构强度分布情况、结构受力特点以及静力试验的目的。

一般来说，应选择负荷集中、易操作的位置作为加载点。

在确定加载点数量时，应综合考虑到试验结果的准确性和试验的经济效益。

需要确定加载方式。

加载方式的选择与加载点的位置密切相关。

一般来说，可采用液压加载和机械加载两种方式。

液压加载的优点是加载过程平稳，力的大小可调；机械加载的优点是操作简便，适用于少数加载点的情况。

在确定加载方式时，应根据飞机结构和试验要求综合考虑各种因素，选择合适的方式。

需要进行验证分析和优化设计。

通过使用有限元分析软件对加载方案进行验证分析，评估加载方案的合理性和效果。

对于不合理的地方，需要进行优化设计，包括重新选择加载点位置、调整加载方式等。

民用飞机结构设计及优化

民用飞机结构设计及优化随着全球空中旅行的不断发展，民用飞机越来越成为人们日常生活中不可或缺的一部分。

然而，飞机的安全和可靠性始终是人们关注的焦点。

在这方面，飞机的结构设计和优化是至关重要的。

本文将针对民用飞机结构设计及优化进行探讨。

一、飞机结构设计的重要性飞机的结构系统包括：机体、翼面、舵面、起落架和引擎等。

这些部位的设计必须严格遵循工程力学的计算，不仅要保证飞机的刚度和强度，并且需要满足一定的轻量化要求。

因此，飞机结构的设计是空中旅行中最重要的组成部分之一。

飞机结构设计的具体目的有以下几点：1.保证飞机的安全性：在极端环境下仍能保持机体的完整性，确定每个部位所能承受的极限负荷。

如翼面的设计要确保在飞行过程中，能够承受来自各种飞行状态和飞行条件下所产生的动态载荷，如气动载荷、机械载荷、温度载荷、压力载荷、撞击载荷等。

2.保证飞机的稳定性：设计结构时需要根据以往经验、试验验证和模拟计算等多方面的因素来确定飞机的结构参数，以保证飞机在多种气流环境中保持稳定姿态。

3.满足降低重量的需求：为了使飞机在满足强度和稳定性的前提下，降低机体重量以提高燃油效率。

如使用新型材料、设计新的结构形式等。

二、常见的飞机结构设计材料现代飞机结构的材料通常要求重量轻、强度高、刚度好、寿命长等，为此常用的材料有以下几种：1.铝合金：轻量化材料的重要代表，具有可塑性、韧性好、强度高的特点。

2.钛合金：强度比铝合金高，耐腐蚀性好，并且具有良好的高温强度和微动疲劳寿命。

3.复合材料：是由两种或两种以上的材料组成的复合材料，由于进一步地降低了重量、提高了强度等多重因素的考虑，在现代飞机结构材料的选用中得到了重视。

三、飞机结构优化飞机结构的优化通常包括以下两个部分：1.重量轻量化：在满足足够的强度和稳定性前提下，尽可能地减少机身重量。

主要措施包括使用轻量化材料、降低机身结构密度、优化布局等。

2.改进结构特性：为了提高飞机的整体性能，需要在满足强度和稳定性前提下，进一步优化结构的性能特征，这包括以下几点：（1）减少结构噪声和振动：采用设计结构、降低飞行噪声和改进液压等方面的措施。

飞机机身设计总结范文

在航空工业的发展历程中，飞机机身设计始终占据着核心地位。

它不仅是飞机整体性能的关键，更是航空科技水平的体现。

以下是对飞机机身设计的一次总结，旨在梳理设计理念、技术要点及其在航空工业中的重要性。

一、设计理念1. 结构安全：机身设计首先要确保结构安全，即具备足够的强度和刚度，能够承受飞行过程中的各种载荷。

2. 轻量化：在满足结构安全的前提下，机身设计追求轻量化，以降低飞机自重，提高燃油效率。

3. 舒适性：为乘客提供舒适的乘坐环境，包括宽敞的客舱空间、良好的通风和噪声控制。

4. 环保：采用环保材料，降低排放，实现绿色航空。

二、技术要点1. 材料选择：机身材料主要包括金属、复合材料和陶瓷等。

金属具有较高的强度和刚度，但密度较大；复合材料具有高强度、低密度、耐腐蚀等特点，是现代飞机机身设计的主要材料。

2. 结构布局：机身结构布局需考虑载荷分布、部件连接、维修方便等因素。

常见的布局有单通道、双通道、三通道等。

3. 空气动力学设计：机身设计要满足空气动力学要求，降低阻力，提高燃油效率。

这包括机身形状、表面处理、翼身融合等技术。

4. 热防护设计：机身在飞行过程中会遭受高温和辐射，需采用热防护材料和技术，如隔热层、涂层等。

5. 电气系统设计：机身内部电气系统需满足飞行、通信、导航等需求，设计时要考虑布线、设备布局、散热等问题。

6. 维修性设计：机身设计要便于维修，提高飞机的可用性和可靠性。

这包括结构设计、部件连接、维修工具等。

三、重要性1. 提高飞行性能：合理的机身设计可降低阻力，提高燃油效率，缩短飞行时间。

2. 降低制造成本：轻量化设计可降低材料成本，简化制造工艺，提高生产效率。

3. 提高舒适性：宽敞的客舱空间、良好的通风和噪声控制可提升乘客体验。

4. 增强环保性：采用环保材料和设计，降低排放，实现绿色航空。

总之，飞机机身设计是航空工业的核心技术之一。

在设计过程中，需充分考虑结构安全、轻量化、舒适性、环保性等因素，以提高飞行性能、降低制造成本，满足现代航空工业的发展需求。

民用飞机全机静力试验机身加载方案研究

民用飞机全机静力试验机身加载方案研究【摘要】本文研究了民用飞机全机静力试验机身加载方案，旨在设计合理的加载方案并进行试验实施。

通过数据分析与结果讨论，发现优化机身加载方案可以提高试验效率，减少成本。

该研究对飞机结构设计具有积极影响，为提高飞机性能提供参考。

最终得出结论：合理的加载方案设计能够有效提高试验效率，并对飞机结构设计产生积极影响。

展望未来，可以进一步探讨加载方案的优化和飞机结构设计的新发展。

本研究结果有望在民用飞机领域得到广泛应用，推动行业发展。

【关键词】民用飞机、全机静力试验、机身加载方案、研究背景、研究目的、研究意义、试验方案、数据分析、结果讨论、机身加载方案优化、结构设计、影响、研究成果、未来研究方向、展望、结论。

1. 引言1.1 研究背景现代民用飞机的设计和制造过程中，静力试验是一个至关重要的环节。

通过对飞机机身的加载实验，可以验证飞机设计的结构强度和稳定性，确保飞机在飞行过程中的安全性和可靠性。

在实际的飞机静力试验中，由于飞机结构复杂、载荷复杂多变等因素，机身加载方案设计成为一个具有挑战性的任务。

在过去的研究中，研究人员通过实验和仿真方法，提出了各种不同的机身加载方案。

由于飞机结构的特殊性以及试验环境的限制，现有的机身加载方案仍然存在一些问题和局限性。

对机身加载方案进行深入研究和优化，对提高飞机结构设计的准确性和效率具有重要意义。

本文旨在通过对民用飞机全机静力试验机身加载方案的研究，探讨如何设计出更为科学和合理的加载方案，从而提升飞机结构设计的水平和质量。

通过深入研究机身加载方案的设计原理和实施方法，可以为飞机设计和制造领域提供更为有效的技术支持和指导。

希望通过本研究，为飞机结构设计和试验工作的进一步发展做出贡献。

1.2 研究目的研究目的是为了探究民用飞机全机静力试验机身加载方案的设计原理和优化方法，旨在提高机身加载方案的精确度和效率，确保试验结果具有较高的可靠性和可重复性。

通过研究机身加载方案的设计和实施过程，深入分析数据和结果，并进行讨论，可以为民用飞机结构设计提供有效的参考和指导，进一步优化飞机的性能和安全性。

探究民用飞机典型金属机身壁板设计方法

TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化科学与信息化2020年7月中 73探究民用飞机典型金属机身壁板设计方法李明升中航西飞民用飞机有限责任公司陕西西安 710089摘要民用飞机机身金属壁板由蒙皮和长桁组成，本文针对壁板初步设计，从受力形式分析、材料选择、长桁截面选择、蒙皮分块以及最小厚度确定等因素进行了进一步探究，可为之后的民用飞机壁板设计提供重要的参考依据。

关键词民用飞机；金属机身壁板；设计方法民用飞机机身为半硬壳式构造，金属壁板是机身结构中最大的装配单元，由蒙皮和长桁组成，是飞机结构设计的重要承载组件，承受着机身的弯曲、扭转载荷、剪切以及座舱压力等所有主要的载荷。

壁板受力形式十分复杂，位置不同，相应的设计情况不同，所以要结合具体的部位充分考虑。

本文针对民用飞机典型金属机身壁板设计给出了详细分析。

1 机身壁板受力分析蒙皮、长桁构成了机身壁板，是平衡机身结构荷载的关键性构件。

其中，针对机身受载的分析为：飞机当中的各个部件以及装载物产生的载荷，在框上产生直接的作用，框以减流的形式，向蒙皮传递荷载[1]。

剪力到达蒙皮之后，机身便如同薄壁，会对各个方向的横向力进行承载，进而出现弯曲和扭转的情况。

弯矩会有轴向力产生，具体来说便是长桁以及蒙皮当中存在的正应力；扭转以及剪力，导致蒙皮有剪应力产生，因此，蒙皮和长桁具体的受力为：蒙皮可以对机身的外形进行维持，与长桁共同对弯矩MZ 和MY 承受，构成轴向力；对剪力FY , FZ 、扭矩Ma 产生的剪应力承受；对增压舱当中存在的气密载荷承受。

长桁：与蒙皮共同对弯矩Mz 和MY 引起的轴向力进行承受；此外，长桁会针对蒙皮产生支持作用，使蒙皮具备更高的受压和受剪失稳临界应力[2]。

因为机身存在的弯矩，其方向通常都是向下的，所以机身受弯过程中，一般都是上部受拉，而下部受压。

一旦壁板当中的应力由拉应力进行转变，成为压应力时，蒙皮有可能会失去稳定。

民用飞机机身下部整流罩结构的设计研究

民用飞机机身下部整流罩结构的设计研究摘要：本文对民用飞机机身下部整流罩结构的设计进行了研究，其设计难度非常大，主要作用是满足主起落架收放功能的同时，在主起落架与机身之间、机翼之间调整气流、减少空气的阻力，以达到保护机身气动外形要求。

在设计过程中要综合考虑总体布置，材料选择，连接方式、强度刚度以及工艺性等多种影响因素关键词：民用飞机；整流罩；结构设计前言：民用飞机机身下部整流罩外形曲面复杂，设计难度大，作为承力构件要高度重视材料的选择，以及机身外部强度和刚度，并采用适合的工艺技术进行处理，使其发挥好载荷的价值，目前，国内对机身整流罩的设计工艺掌握的还不够全面，为更好地完成设计，还要继续进行深入研究。

1民用飞机机身下部整流罩结构需求分析1.1结构总体要求飞机机身主起落架整流罩的尺寸一般非常大，两侧外形是弯曲状态，虽然作为机身的次要承力构件，但是起到的作用不可忽视，其功能性设计要求较多，具体有四点。

第一，需保证整流罩发挥作用保证飞机具有良好的气动效果。

第二，主起落架位置支撑的结构与整流罩之间的间隙需符合设计要求。

第三，整流罩结构设计要具有科学性，材料选择要环保，系统布置连接工艺需对应。

第四，与飞机的总体传力没有直接关联性[1]。

1.2维修性要求为发挥好整流罩的实际性能，在机身和机翼连接位置的关键接头处，要做好系统管路的铺设工作，接头位置的紧固程度尤其重要，因此，要定期进行检查和养护，如果存在磨损较严重等现象，需及时对构件进行更换。

同时，为方便对其内部系统和结构进行检查，应该在设计过程中做好拆卸功能的设计。

并且按照实际需求，对其进行分块处理，通常都是分为三个板块，中间位置可以打开，以方便维修人员进行检查。

最后还需重点关注连接结构的形式，采用可拆卸螺母，在关键衔接位置进行安装，并采用紧固的标准间进行加固处理，其中工具是通用化的，可进一步降低维修成本。

1.3功能要求飞机整流罩的结构功能主要是满足机身气动，形成支撑，除此之外防止雨水渗透以及腐蚀等，其功能设计上，需符合以下要求。

民用飞机机头外形设计与研究

民用飞机机头外形设计与研究作者：邹运佳来源：《科技传播》2014年第15期摘要本文结合机头外形设计的相关约束条件，分析了机头外形定义的关键参数，提出了一种流线型机头外形设计的方法和思路。

关键词参数化建模；机头外形；民用飞机中图分类号V22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）119-0104-021 概述飞机机头外形为飞机等直段之前部分的外形，包括驾驶舱视窗（主风挡、侧窗）、前起落架舱门、雷达罩和前登机门等部件的外形。

机头外形设计其主要目的是为驾驶员提供足够的工作空间，保证驾驶员有良好的视野，满足机载设备的安装空间要求，在满足使用要求的情况下使气动性能最优。

2 机头外形设计相关约束机头外形设计需要面对多方面的约束，是在矛盾中寻求一种平衡的过程，以下内容对相关约束条件进行了研究。

2.1 内部布置约束内部布置要求的约束，包括雷达天线的包络面，侧显区域，侧壁区域，平显区域、顶部空间等。

与驾驶舱内部布置密切相关的主要有两个因素，即设计眼位和座椅参考点。

设计眼位（Design Eye Position）是当驾驶员处于正常驾驶状态，两眼之间连线的中点所在位置，是飞机承制方用于确定驾驶舱内部和外部视野以及驾驶舱几何尺寸而选择的一个设计基点，该点坐标为：（XE，YE，ZE）。

座椅参考点（Seat Reference Point）是当座椅受到一个第50百分位数的人体载荷，其坐垫和背垫成压缩状态时，坐垫表面的一条切线与背垫表面的一条切线之间的交点，该点与眼位点位于同一展向站位平面内并通过Les、Hes两个参数确定，地板到座椅参考点的距离由Hsf参数确定。

设计眼位处的上、下视线分别由Au，Ad两个参数确定，设计眼位到风挡的距离由Lwe参数确定，风挡的倾斜角度由Aw参数确定，风挡的长度则由风挡与上下视线的交点确定。

如图1所示：《民用飞机驾驶舱视野要求》（HB 7496-97）：标准左驾驶员视野如图2所示，右驾驶员视野对称。

民用飞机外形全参数化设计研究

民用飞机外形全参数化设计研究【摘要】作为飞机概念设计的重要工具，飞机外形的参数化模型由于参数多，结构复杂，一直是人们研究的重点。

本文根据飞机外形设计的具体要求，深入分析飞机部件外形特征，提取几何定位参数，对飞机外形的数学模型用二次曲线、样条曲线和基于形状函数/分类函数变换等几何建模方法和物理意义明确的参数在CATIA平台上建立了一套结构层次清晰的飞机外形全参数化设计模型。

建立的民用飞机总体外形全参数化模型可以把原来飞机外形复杂的画图过程转化为以飞机参数驱动的几何外形自动化设计过程，从而提高飞机外形设计的可设计性和可计算性并为以后进一步实现民用飞机多学科设计优化系统打下基础。

【关键词】飞机外形全参数化;CATIA造型;几何建模方法;自动化设计引言飞机概念设计在飞机设计中处于先锋和核心地位，而外形设计又是概念设计中的核心。

无论技术要求分析论证，还是总体各主要参数的分析和优化，以及后续的结构设计，装备设施布置，无不落实到飞机的机体构形和机体各部分的几何外形尺寸定义及它们之间的相对位置关系的确定上。

因此，找到一个崭新的方法，快速生成方案阶段所需的总体外形，直接关系到设计周期的长短和设计质量的保证。

[1]因此在概念设计阶段进行飞机外形全参数化设计，无论是从气动分析的角度还是从提高效率和精度的角度出发，都具有非常重要的现实意义。

1、参数化几何建模方法飞机外形全参数化设计是对外形设计输入条件、要求及与外形相关的标准、规范进行分析和转化，然后提炼出能反映总体设计思想并能决定飞机外形的几何参数，通过修改这些几何参数中的一个或多个，自动完成飞机外形相关部分的改动[2]。

由于飞机各个部件的外形复杂程度和对曲面的要求需采用不同的数学模型，不同的建模方法来描述。

[3]文献[4,5]中曾建立过简单的飞机外形参数化模型，但未考虑各部件的外形特点，应用范围受到限制。

本文将综合考虑各种关系，建模时综合运用二次曲线方法、样条方法、基于形状函数/分类函数变换(Class function/Shape function Transformation，简称CST)的方法进行几何建模。

民用飞机外形参数化技术研究

民用飞机外形参数化技术研究乔朝俊（第一飞机设计研究院西安 710089）摘要：本文通过对民用飞机各部件外形特征的分析，根据民机设计参数及各部件的外形设计特点，对翼吊布局民机的主要部件进行了参数化外形成型研究，提出了民机外形参数化设计方法和思路，为民机方案设计阶段外形快速设计提供基础。

关键词：参数化快速成型民机1 引言随着飞机设计手段的不断提高，飞机方案设计阶段的技术工作越来越详细，对飞机参数的选取优化、飞机部件选型的大量估算分析工作的主要输入条件之一就是飞机的几何外形。

传统的几何外形建模方式应经难以适应方案阶段飞机参数优化和部件选型对几何外形的要求，因此，开展外形参数化和参数化建模技术研究就显得尤为迫切。

通过该项技术的研究建立一套以飞机参数驱动的几何外形参数化建模系统，满足飞机方案设计对飞机外形的需求。

参数化成型的基础是几何参数的提取和三维外形的全参数化，本文就是根据上述需求，以民用飞机的主要设计参数为基础，提出了民机部件外形参数化的初步技术设想，为民用飞机参数化快速几何成型提供理论支持。

2 民用外形特征分析民用飞机的主要用于旅客和货物的运输、周转，它要求在相同的最大起飞重量基础上尽量增大飞机的载客（货）量，以获得最大的经济效益。

目前投入航线运营的喷气式民用飞机其布局形式主要有两种：发动机安装在机翼下方的翼吊布局和发动机安装在机身后部的尾吊布局。

除这两种形式外，还有翼吊和尾吊混合形式布局，还有各种特殊布局。

本文主要针对翼吊和尾吊两种典型布局民机进行分析研究。

对于翼吊和尾吊布局民机而言，可将其划分为机身、机翼、平尾、垂尾、发动机短舱、短舱挂架、翼身整流包、操纵面、襟翼滑轨/支臂整流罩等部件。

这些部件中，各部件外形特征如下：1) 机身和发动机短舱外形类似于圆柱，其剖面形状可以用多段圆弧或二次曲线来描述，但发动机短舱唇口和机头外形特征完全不同，机头上由于布置有驾驶舱风档而使该处外形成形非常复杂，短舱唇口由于气动力要求较高，其外形也较复杂。

民用飞机客舱地板横梁结构研究

民用飞机客舱地板横梁结构研究孙洁琼【摘要】The cabin floor support structure is one of the important segments on commercial aircraft fuselage. The floor crossbeam takes the loads between passengers and seats, which has to be attached to seat track, post and fuse-lage frame. This paper introduces the typical crossbeam structure and used material, and analyzes the positive and negative properties. At last, the conclusion of the crossbeam structure concept was given. The research could pro-vide a useful reference to civil aircraft structure design.%客舱地板梁结构是民用飞机机身结构的重要组成部分，其中地板横梁承担着旅客及座椅的载荷，需要分别与地板纵梁、支柱和机身框连接，是比较关键的结构。

对典型机型的地板横梁结构形式和材料进行了介绍，并分析优缺点，最后对民用飞机地板横梁结构方案进行了总结。

为民用飞机客舱地板梁概念设计提供参考和借鉴。

【期刊名称】《民用飞机设计与研究》【年(卷),期】2016(000)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】民用飞机;客舱地板梁结构;地板横梁;概念设计;材料【作者】孙洁琼【作者单位】中航沈飞民用飞机有限责任公司，沈阳110000【正文语种】中文【中图分类】V223客舱地板梁结构是民用飞机机身结构不可缺少的组成部分，一般由地板横梁、纵梁(含座椅滑轨)、支柱和侧向泄压结构组成[1]。