飞机部件与系统设计
飞机结构与系统(第四章 飞机机身结构)
桁梁剖面
南京航空航天大学民航学院
机身结构组成
3. 机身蒙皮 1）功用： • 构成机身气动外形，保持表面光滑，承受局部空气动力； • 承受xoy,xoz两个平面内的剪力和绕x轴扭矩； • 和长桁一起组成壁板承 受两个平面内弯矩引起 的轴力； • 气密增压座舱部位的蒙 皮还要承受环向和轴向 的张应力。
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机身结构组成
2. 长桁与桁梁
1）功用： 长桁： • 承受和传递机身弯矩引起的轴力； • 与蒙皮组成承力壁板； • 承受部分作用在蒙皮上的气动力并传给隔框。 桁梁的截面积大于长桁，功用类似。
2）构造型式 简单式：从横剖面看只有一个结构元件； 组合式：从横剖面看有几个结构元件。 长桁多为简单式，桁梁有时采用组合式。
机身垂直面内剪力图及弯矩图
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机身结构组成
机身主要构件： • 蒙皮 • 纵向骨架:长桁、桁梁 • 横向骨架：隔框
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机身结构组成
机身主要构件： • 蒙皮 • 纵向骨架:长桁、桁梁 • 横向骨架：隔框
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机身结构组成
1. 隔框 1）分类
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机身与其它部件的连接
四、发动机在机身上的安装
1. 机身内发动机的安装 另一种典型的发动机安装形式。
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系统工程在飞机设计上的应用与实践
系统工程在飞机设计上的应用与实践在现代航空领域，飞机设计是一项极其复杂且高度综合性的工程任务。
系统工程作为一种有效的方法论和管理理念，在飞机设计过程中发挥着至关重要的作用。
系统工程的核心思想是将整个飞机设计项目视为一个系统，强调各组成部分之间的相互关系和协同作用，以实现整体性能的最优化。
它涵盖了从需求分析、概念设计、详细设计、制造、测试到运营维护的整个生命周期。
在需求分析阶段，系统工程帮助确定飞机的用途、任务目标、性能指标以及各种约束条件。
例如，是用于客运还是货运，飞行距离、载客量、燃油效率、起降性能等方面的要求。
这需要综合考虑市场需求、航空公司的运营需求、技术可行性以及经济成本等众多因素。
通过深入的调研和分析，明确清晰且准确的需求，为后续的设计工作奠定坚实的基础。
概念设计阶段是飞机设计的关键环节之一。
系统工程在此阶段帮助设计师从众多可能的方案中筛选出最有潜力的概念。
这涉及到对飞机的总体布局、气动外形、结构形式、动力系统等方面的初步构想。
通过建立系统模型和进行性能评估，比较不同概念的优缺点，从而确定一个既能满足需求又具有技术可行性和经济合理性的总体方案。
进入详细设计阶段，系统工程的作用更加凸显。
它需要协调各个专业领域，如结构力学、空气动力学、航空电子学、推进系统等，确保各子系统之间的接口匹配、性能兼容和功能协同。
例如，飞机的结构设计必须在保证强度和刚度的同时，与气动外形设计相配合，以减小阻力、提高飞行性能；航空电子系统的布局和布线要考虑到电磁兼容性和散热问题，同时还要与飞机的整体结构相融合。
在制造阶段，系统工程有助于优化生产流程、提高生产效率、保证产品质量。
通过制定合理的生产计划和质量控制体系，协调各零部件供应商和生产厂家，确保按时交付符合设计要求的零部件和组件，并顺利完成飞机的总装。
测试阶段是对飞机设计成果的检验和验证。
系统工程在此阶段负责规划和组织各种测试活动，包括地面静态测试、飞行测试等。
飞行器机载系统设计与优化
飞行器机载系统设计与优化随着航空运输行业的快速发展，各种型号的飞机正在逐渐走向数字化和智能化。
飞行器机载系统作为飞机上的核心部件之一，起到了至关重要的作用。
因此，在设计和优化飞行器机载系统时，需要考虑多个方面，包括系统的功能、可靠性、安全性和性能等。
一、功能设计飞行器机载系统设计应该从机载系统的功能出发，通过系统需求分析、功能模块设计、系统软硬件集成等步骤，确保整个系统的功能正常。
在设计系统功能时，需要考虑到飞机的使用场景和航班任务需求，基本功能包括导航、通信、飞行控制、安全保障和机载娱乐等。
为了确保系统运行的可靠性和稳定性，还应该考虑系统的模块化设计，尽可能降低各模块之间的耦合度，保证系统的健壮性和可维护性。
二、可靠性设计飞行器机载系统是在复杂、动态和危险的环境下工作的，系统本身的可靠性是确保飞机安全和机组人员生命安全的重要保障因素。
因此，在设计机载系统时，需要采用多种技术手段，包括冗余与备份技术、自监测技术、容错设计等，对系统进行多重保障。
此外，在系统设计中也应该考虑到功能和性能之外的质量指标，如系统的稳定性、可维护性、可扩展性等，从根本上保证了系统的可靠性。
三、安全性设计安全是飞行器机载系统设计的核心目标之一。
为保障安全，需要在系统的设计、制造和维护方面加强各方面的工作。
在机载系统设计中，应该从多种安全威胁的角度去考虑，包括机械故障、电力故障、软件故障、系统遭到攻击和恶意行为等。
在设计时就应该考虑到各类威胁的可能性，采取相应的安全措施，如完善的数据加密和认证技术、严格的权限管理、安全漏洞的及时修补等。
四、性能优化设计性能优化是机载系统设计中的重要方面，通过优化设计可以提升系统性能和用户体验。
在设计机载系统时，需要从多个方面进行优化，包括系统运行效率、响应速度、数据传输带宽、引入新技术等。
此外，也可以通过良好的系统架构设计和优化，有效提升机载系统的性能水平。
总之，飞行器机载系统的设计与优化是一项综合性的任务，需要从多个方面综合考虑，并根据航空运输行业的变化不断更新优化。
飞机机载系统设计与优化
飞机机载系统设计与优化飞机机载系统在现代民航中扮演着至关重要的角色。
它们不仅提供安全和舒适的飞行环境，还支持飞行员进行飞行任务和航行管理。
因此，设计和优化机载系统是飞机制造商和航空公司都需面对的重要挑战。
本文将探讨飞机机载系统设计的主要方面，并提出一些建议以优化这些系统。
一、飞机机载系统的分类飞机机载系统可分为三类：基本机载系统、辅助机载系统和控制机载系统。
1. 基本机载系统基本机载系统是保障飞行安全和顺利进行的核心系统。
这些系统包括动力装置、供电装置、通信和导航系统以及飞行控制系统。
- 动力装置：动力装置是飞机运行的核心，通常由发动机和推进器组成。
机载系统需要设计以确保发动机的可靠性和性能。
- 供电装置：供电装置提供飞机运行所需的电力。
电源管理系统的设计应确保稳定和可靠的电力供应。
- 通信和导航系统：通信和导航系统是飞机与外界通信和导航的关键。
机载通信系统和导航系统的设计应具备高度的可靠性和灵活性。
- 飞行控制系统：飞行控制系统是飞机自动操纵和飞行员飞行管理的基础。
设计应考虑精确性和响应性。
2. 辅助机载系统辅助机载系统为飞机运营提供支持。
这些系统包括供应系统、仪表和数据系统、环境控制系统和货物装载系统。
- 供应系统：供应系统负责支持乘客和机组人员的需求，包括燃料供应、液压供应和氧气供应等。
- 仪表和数据系统：仪表和数据系统提供飞机状态和性能的监控和显示。
设计应考虑信息的清晰度和易读性。
- 环境控制系统：环境控制系统确保飞机内部的舒适和安全，包括温度、湿度和气流等。
- 货物装载系统：货物装载系统负责货物和行李的装载和固定，应确保安全和高效。
3. 控制机载系统控制机载系统用于飞机的监控和故障处理。
这些系统包括健康管理系统、故障诊断系统和飞行数据记录系统。
- 健康管理系统：健康管理系统监测飞机系统的运行状况，提前检测潜在故障，并提供相应的维修建议。
- 故障诊断系统：故障诊断系统帮助飞行员识别和定位故障。
现代飞机结构与总体设计ppt课件
❖ 通常垂直尾翼后缘设有方向舵，某些高速飞机，
没有独立的方向舵，整个垂尾跟着操纵而偏转， 称为全动垂尾。
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水平尾翼
飞机的结构
❖ 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。
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什么是飞机设计
❖飞机设计是指设计人员应用气动、结构、 动力、材料、工艺等学科知识通过分析综 合和创造思维，将设计要求转化为一组能 完整描述飞机的参数的过程
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什么是飞机设计
❖飞机研制过程 —五个阶段的划分方式
▪ 论证阶段 —研究设计新飞机的可行性
▪ 方案阶段 —设计出可行的飞机总体技术方案
▪ 工程研制阶段 —进行详细设计，提供图纸试制原型机
飞机结构与总体设计
蔡波
通航产品部
主要内容
❖1.现代飞机结构 ❖2.飞机总体设计
2
航空发展历程
➢第一次有动力飞行
❖ 自从1903年12月17号，莱特兄弟的“飞行者”一号离开地 面的那刻起，人类已经开始把目光投向天空，此后的一百多 年来，这片领域已经发生了翻天覆地的变化。
3
航空发展历程
4
航空发展历程
也有三、四或六叶的。
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飞机的结构
发动机的分类
二 涡轮喷气发动机： ❖ 又称空气涡轮喷气发动机，简称“涡喷” ❖ 以空气为氧化剂，靠喷管高速喷出的燃气产生反
作用推力的燃气涡轮航空发动机，。 ❖ 组成：压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。推力用
牛或千克表示。
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飞机的结构
发动机的分类
三 涡轮螺旋桨发动机： ❖从涡喷发动机派生而来 ❖涡轮螺旋桨发动机是一种由螺旋桨提供拉力和喷气
飞机结构与系统
飞机结构与系统一、引言飞机结构与系统是飞机设计与制造中至关重要的一部分。
它涵盖了飞机的设计、材料选择、结构安全性、机载系统等多个方面。
本文将介绍飞机结构与系统的基本概念、主要组成部分以及设计原则。
二、飞机结构的基本概念1.主要组成部分–机身：飞机的主体结构，通常包括机头、机尾和机翼的连接部分。
–机翼：产生升力的关键部件，通常由主翼和副翼组成。
–尾翼：控制飞机姿态的部件，通常由水平尾翼和垂直尾翼组成。
–起落架：支撑飞机在地面行驶和起降的部件。
–发动机支架：固定安装发动机的结构。
2.结构材料–金属材料：如铝合金、钛合金等，常用于飞机的结构部件。
–复合材料：如碳纤维、玻璃纤维等，具有较高的强度和轻质化特性，广泛应用于现代飞机。
–纺织品：如织物、缝合线等，用于飞机内饰和安全带等部件。
三、飞机系统的主要组成部分1.动力系统–发动机：提供飞机所需的推力，通常有涡轮喷气发动机和涡桨发动机等类型。
–燃油系统：负责存储和供应燃油。
–冷却系统：确保发动机和其他关键部件的温度控制。
2.控制系统–飞行控制系统：包括飞行操纵系统、自动驾驶系统等，用于控制飞机的姿态和操纵。
–电气控制系统：用于飞机各个系统的电力供应和控制。
–液压控制系统：用于操纵和控制飞机的液压系统。
3.气源系统–压气机：用于提供机载气源，供应给相关系统使用。
4.辅助系统–环境控制系统：负责飞机的空调、供氧等工作。
–消防系统：用于应对可能发生的火灾事故。
–导航系统：用于飞机的导航和定位。
–通信系统：用于飞机与地面的通信。
四、飞机结构与系统的设计原则1.安全性：飞机结构与系统的设计必须满足航空器运行的安全要求，保证在各种工况下的结构安全和系统可靠性。
2.结构轻量化：采用轻质材料和合理的结构设计，以降低飞机自重，提高机载有效载荷和航程。
3.系统模块化：将飞机系统划分为独立的模块，并通过标准化接口进行连接，以方便维护和升级。
4.节能环保：优化动力系统和控制系统设计，降低燃料消耗和排放。
飞机总体(系统设计方向)工程师岗位岗位职责
飞机总体（系统设计方向）工程师岗位岗位职责
飞机总体（系统设计方向）工程师是一种技术性较高的职务，
主要负责飞机总体设计及系统设计方面的工作。
下面是飞机总体
（系统设计方向）工程师岗位职责：
1.负责飞机总体设计及系统设计方面的工作；
2.制定飞机总体设计及系统设计方案，掌握飞机总体设计及系
统设计的理论与技术，了解现有各种不同类型的飞机结构及系统设计；
3.对飞机的组成部分进行研究分析，根据市场需求和技术发展
趋势，制定可行的设计方案；
4.计算机辅助设计与分析、三维模型绘制等，掌握数学、力学、材料学等多门学科知识，熟练掌握一种以上的CAD软件和一种以上
的仿真分析软件，并能运用这些软件进行工作；
5.对设计方案进行评估、设计调整、实验测试，保证飞机系统
的安全、性能和可靠性；
6.协调各个部门间的工作，确保整个设计流程的顺利进行，保
证与客户交流准确、高效；
7.解决设计中的各种技术问题，做到对任何问题都要认真地分析，提出合理的解决方案；
8.根据领域最新科技发展趋势，不断优化设计方案，以提高工
作效率及质量，推进飞机总体设计的技术创新；
9.配合管理层参与项目计划和成本估算等管理工作。
以上就是飞机总体（系统设计方向）工程师岗位职责。
该岗位需要有严谨的理工科思维和较高的掌握工程技术能力，同时，良好的沟通协调能力也是必不可少的。
飞行控制系统的设计和实现
飞行控制系统的设计和实现随着航空业的快速发展，现代飞机的控制系统已经实现了多种自动化和智能化的功能，从而可以更加高效、安全地完成飞行任务。
而对于一架飞机而言，其飞行控制系统的性能和可靠性，不论是对于机组人员还是对于乘客都是至关重要的。
因此，如何设计一个优秀的飞行控制系统，使得其能够在各种复杂和不确定的情况下稳定地运行，已经成为了航空领域研究的热点之一。
一、飞行控制系统的结构为了实现飞机的自动控制，飞行控制系统一般由三个主要部分组成：感知-决策-执行（Perception-Decision-Action，PDA）循环、数据采集和处理系统、以及执行器。
其中，PDA循环部分负责对飞行环境进行感知，作出决策，并将决策指令发送给执行器，以控制飞机的运动；数据采集和处理系统负责收集和处理传感器、通信和导航等方面的数据，以为PDA循环部分提供必要的信息支持；执行器则负责接收PDA循环部分的指令，控制飞机各部件的运动，从而实现目标控制。
另外，在现代飞行控制系统中，智能化技术的应用也越来越广泛，比如使用人工神经网络进行控制算法的优化和学习，或者利用机器学习技术对传感器数据进行分析和处理等。
这些技术的应用，使得飞行控制系统的性能和可靠性得到了极大提升，提高了飞机的安全性和运行效率。
二、飞行控制系统的设计在实际的飞行控制系统设计中，除了根据上述结构原则进行部件的选择和布局之外，还需要考虑以下几个方面的问题：1. 控制器的设计和选择控制器是飞行控制系统中最核心的部分之一，负责将传感器获取的信息进行分析、处理和转换。
因此，一个好的控制器应该具备以下几个特点：①控制精度高，能够及时准确地响应飞机的控制指令；②反应速度快，能够在飞行环境变化时及时作出调整，并实现精准控制；③可编程性高，能够灵活应对不同类型和规模的飞机，并可以根据实际情况进行算法的调整和优化；④可靠性强，能够工作在各种恶劣的气候和环境条件下，保证飞机的安全和稳定性。
飞机起落架与制动系统设计与优化
飞机起落架与制动系统设计与优化一、引言飞机起落架与制动系统是飞机重要的组成部分，直接关系到飞机在地面和空中的安全性和可靠性。
本文将从设计和优化的角度探讨飞机起落架与制动系统的相关内容。
二、飞机起落架设计1. 起落架类型选择：根据飞机的用途和性能要求选择合适的起落架类型，常见的有固定式起落架、可收放起落架和自行式起落架。
2. 结构设计：考虑起落架的承载能力、重量、结构强度和刚度等因素，采用合适的材料和结构形式进行设计。
3. 减震系统设计：起落过程中要能够有效吸收冲击力并保护飞机和乘客的安全，采用减震系统对起落架进行设计。
4. 操纵系统设计：起落架的操纵系统需要确保起落架在合适的时间内与地面接触，并能够收放稳定。
三、制动系统设计1. 制动器类型选择：根据飞机的尺寸和性能要求选择合适的制动器类型，常见的有碟式制动器和钳式制动器。
2. 制动功效计算：根据飞机的重量、速度和着陆距离等参数计算需要的制动功效，确保飞机能够在地面上安全停下。
3. 制动系统液压设计：设计合理的制动系统液压传动装置，保证制动力的传递和控制。
4. 制动温度管理：制动系统在使用过程中会产生大量热量，需要设计合理的散热系统来管理制动温度，避免过热导致制动力下降。
四、飞机起落架与制动系统的优化1. 轻量化设计：通过采用轻量化材料和结构设计，减轻起落架和制动系统的重量，提高飞机运载能力和燃油效率。
2. 系统集成优化：将起落架与制动系统与其他飞机系统进行集成设计，减少冗余部件，提高整体性能和可靠性。
3. 制动效能优化：通过优化制动力分配和制动系统的参数调整，提高制动效能，缩短制动距离。
4. 耐久性优化：对起落架与制动系统的关键零部件进行优化设计，提高其耐久性和可靠性，延长使用寿命。
五、结论飞机起落架与制动系统的设计与优化对飞机的安全性和可靠性至关重要。
通过合理选择起落架类型、设计结构、操纵系统和制动系统等，以及进行轻量化设计和耐久性优化等措施，可以提高飞机的性能和经济效益。
飞机的动力系统设计原理
飞机的动力系统设计原理飞机是一种通过动力系统驱动的交通工具，其动力系统的设计原理是保证飞机能够安全、高效地进行飞行。
本文将从飞机的动力需求、动力系统的基本组成部分、不同类型飞机的动力系统设计原理以及未来动力系统的发展方向等方面进行探讨。
一、飞机的动力需求飞机的动力需求主要包括推动飞机飞行的动力来源、提供飞行所需的推力和控制飞机姿态的能力等。
动力源主要有内燃机、涡轮发动机和电力系统等。
在设计飞机动力系统时，需要考虑到飞机的尺寸、重量、巡航速度和航程等参数，以及实际飞行环境和任务要求。
二、动力系统的基本组成部分飞机的动力系统主要由发动机、传动系统和推进装置三部分组成。
1. 发动机：发动机是动力系统的核心部分，负责将燃料的化学能转化为动力能，推动飞机飞行。
常见的发动机类型包括喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和活塞发动机等。
2. 传动系统：传动系统将发动机产生的动力传递到推进装置上，提供推力。
传动系统通常由齿轮、链条等机械传动装置组成，通过传递转矩将发动机的动力传输到推进装置上。
3. 推进装置：推进装置将发动机提供的动力转化为推力，推动飞机前进。
根据不同飞机类型和设计要求，推进装置可以是喷气式发动机喷出的高速气流，也可以是螺旋桨带动的气流。
三、不同类型1. 客机：客机通常采用高 bypass 比的喷气发动机，其原理是在发动机芯部产生高温高速的燃气流，通过外延喷气管道将一部分气流绕过发动机芯部，形成低速高推力的大气流，从而提供足够的推力推动飞机飞行。
2. 直升机：直升机的动力系统由气动轮发动机和旋翼组成。
气动轮发动机通过压气机产生高压空气，驱动燃烧室中的燃料燃烧，产生高温高速的燃气流，然后通过喷嘴喷出来推动旋翼旋转，提供提升力和推力。
3. 军用战斗机：战斗机通常采用喷气发动机，其原理是通过压气机压缩空气、喷油喷燃产生高温高速的燃气流，从喷嘴喷出形成喷气推力，推动飞机高速飞行和机动。
四、未来动力系统的发展方向随着科技的进步和环境保护意识的提高，未来飞机动力系统的发展重点将放在提高能源利用效率、降低污染排放和减少噪音等方面。
飞机装配工装智能设计关键技术研究与系统开发
内容摘要
为了将计划与调度更好地应用于实际工作中，企业需要从以下几个方面着手： 1、加强生产计划与调度的实时监控：通过采集生产线上的实时数据，对生产 计划和调度进行实时调整，以确保生产计划的准确性和调度的高效性。
内容摘要
2、提高生产计划的灵活性：针对客户需求的多样化，企业应具备快速调整生 产计划的能力，以满足不同客户的需求。
内容摘要
飞机装配工装制造执行系统（Aerospace Assembly Tooling Manufacturing Execution System，简称ATMES）是一种专门针对飞机装配工装 制造企业的信息化管理系统。它通过集成了生产计划、物料管理、生产调度等核 心功能，为企业提供了一套完整的生产管理与监控方案。然而，随着市场竞争的 加剧以及客户需求的多样化，ATMES在计划与调度方面仍面临诸多挑战。
内容摘要
3、在线维修决策：根据故障诊断和预测结果，制定相应的维修决策，指导飞 行员或维修人员进行及时的维修和更换，确保机载系统的正常运行。
内容摘要
4、健康管理系统：建立健康管理系统，对机载系统的运行状态进行实时监控， 记录系统的历史运行数据，为飞行员和维修人员提供参考和帮助。
内容摘要
大型飞机机载系统预测与健康管理关键技术在航空、航天、运输等领域都有 广泛的应用。例如，航空公司可以利用该技术对客机进行实时监控和预测，及时 发现潜在的问题和故障，提高飞行的安全性。航天公司可以利用该技术对火箭、 卫星等航天器进行健康管理，确保航天任务的顺利进行。
系统开发
系统开发
基于上述研究，已经开发出了一款飞机装配工装智能设计系统。该系统具有 以下功能和优势：
系统开发
1、数字化设计：利用计算机技术实现飞机装配工装的数字化设计，提高了设 计效率和精度。
飞行器控制系统设计与实现
飞行器控制系统设计与实现飞行器控制系统是飞机、直升机等飞行器的重要组成部分，它负责飞行器的动力控制、舵面调节、飞行姿态保持等任务。
在现代航空工业中，飞行器控制系统已经成为了一个非常复杂和精密的系统，需要依靠高科技手段来实现。
一、飞行器控制系统的组成飞行器控制系统包括以下几个部分：（1）操纵系统：主要由操纵杆、操纵面和飞行器控制面之间的连接机构组成，它通过操纵杆的前后、左右和上下运动，来对飞行器的机翼和舵面进行控制。
（2）动力控制系统：主要包括发动机、推进器、传动机构和控制器等。
它们负责控制飞行器的速度、高度和方向等参数，以实现飞行器的运动状态。
（3）姿态控制系统：主要包括姿态传感器、姿态估计器、部件控制器和飞行姿态调节器等。
它们能够准确地监测和计算飞行器的姿态变化，并调整控制面和动力机构，来维持飞行器的稳定状态。
二、飞行器控制系统的设计要点（1）系统需求分析：在设计飞行器控制系统之前，需要对飞行任务的要求进行分析，并根据实际需求设计出相应的系统。
例如，在民航客机中，安全性、稳定性和舒适性是最重要的考虑因素。
（2）系统设计决策：飞行器控制系统的设计决策通常涉及到舵面调节、燃料管理、动力控制、飞机通讯和导航等方面。
设计决策需要考虑飞行器的性能、安全性和可靠性等因素。
（3）系统集成方案：飞行器控制系统需要把各个部分有机地融合在一起，形成一个有机的整体。
集成需要考虑如何优化系统的性能和可靠性。
同时，还需要考虑各个部分的接口问题，确保整个系统能够协调连贯地运行。
三、飞行器控制系统实现的技术手段（1）计算机技术：目前，绝大部分飞行器控制系统都采用了计算机技术。
现代计算机的处理速度非常快，可以非常快速地处理飞行器的控制信号，从而实现对飞行器的精密控制。
（2）工程控制技术：工程控制技术可以实现对飞行器的各个元件进行精密控制和自动化控制。
在飞行器控制系统的设计中使用该技术可以提高整个系统的精度和稳定性。
（3）AGC技术：AGC（自适应飞行控制系统）是一种能够自动感知飞机姿态的技术，并能够自动调整控制器参数，从而实现飞行器运动的自适应调整。
飞机机载系统设计与优化
飞机机载系统设计与优化机载系统是指安装在飞机上的各种设备和系统，包括通信系统、导航系统、雷达系统、自动驾驶系统、数据传输系统等，这些系统协同工作，保障飞机的安全运行。
随着航空技术的不断发展和航空市场的日益竞争，飞机机载系统的设计与优化逐渐成为研究和实践的热点问题。
一、飞机机载系统设计原则在进行飞机机载系统的设计时，需要遵循以下原则：1. 安全性原则：飞机机载系统的设计必须以确保飞行安全为首要目标。
各个系统之间要具备冗余性，确保在某个系统发生故障时其他系统可以自动接管，保障飞行员和乘客的安全。
2. 可靠性原则：飞机机载系统的设计要注重设备的可靠性和稳定性，确保能够在各种恶劣的环境条件下正常工作。
同时，需要进行充分的可靠性测试和模拟实验，保证系统在各种情况下的正常运行。
3. 适用性原则：飞机机载系统的设计要满足特定航空任务的需求，具备良好的适应性。
根据飞机的型号、用途和飞行任务的特点，合理配置和匹配各个系统，实现最佳的性能和效益。
4. 综合性原则：飞机机载系统的设计需要考虑与其他系统的协同工作，实现功能的互补和一体化。
不同系统之间要能够实现信息的共享和交互，提高整体工作效率。
二、飞机机载系统优化方法飞机机载系统的优化旨在提高系统的性能和工作效率，降低运营成本，并为未来的升级和改造留下空间。
以下是一些常见的飞机机载系统优化方法：1. 信息管理优化：通过引入更先进的数据管理和信息处理技术，优化飞机机载系统的信息管理能力。
确保数据的高速传输和存储，提高飞机机载系统的响应速度和决策能力。
2. 自动化控制优化：引入自动化控制技术，实现飞机机载系统的自动化操作和控制。
通过使用自动导航、自动驾驶等系统，减轻飞行员的工作负担，提高飞行操作的准确性和稳定性。
3. 能源管理优化：针对飞机机载系统的能源需求进行优化，改进电力供应和管理技术，提高能源利用效率。
采用更加高效的电力传输和储存设备，降低系统的能耗和重量。
4. 故障诊断与预测优化：引入先进的故障诊断与预测技术，实现对飞机机载系统的自动监测和故障诊断。
第四章 飞机操纵系统设计与分析
4.5 综合飞行控制系统
AFTI／F-16通过提高飞行品质和引入新的控制自由度来改进飞 行轨迹的控制。
图示 AFTI/F-16控制规律对模态结构
所有的高速飞机的品质变差是飞机绕所有三个轴的固有振荡阻尼
恶化。
对于所有飞机，纵向操纵舵面的偏转和相应的单位过载所需操纵
杆的位移，随飞行速度的增大而减小的量是固定的。
4.2 现代高速飞机稳定性和操纵性的基本特 点与操纵系统设计
横向静态稳定性实质上取决于飞行迎角和M数。 对所有超音速飞机，保证侧向稳定性的困难很大（Cn.β>0）。 高速飞机横向操纵性的特点之一是，在高速飞行时横向操纵效
4.5 综合飞行控制系统
IFFC具有以下特点： ①飞机采用主动控制技术，获得多自由度解耦控制功能，或者至少
载机飞行控制能部分地(或近似地)实现飞行状态和飞行姿态间的解 耦控制。 ②飞行控制系统能在火力控制系统的耦合下，操纵飞机进行自动攻 击。 ③采用适合于自动机动攻击的火力控制系统。
2、 综合飞行／火力控制对飞行控制系统的要求 IFFC技术是在主动控制技术的基础上发展起来的。为了提高
飞机的操纵可以由飞行员进行，也可以用自动控制系统来实现。 将飞行员视为控制回路的一个组成部分，也可以简化地组成一个自 动调节系统，这个系统由彼此互相密切连在一起的飞行员、操纵系 统和飞机三个主要环节构成。飞行员作为操纵回路中的一个环节,
4.1 操纵系统的特性
其本身可简化为由三个相互关联环节所组成的自动调节系统（图 4.1.1）：敏感器官（感受机构－“传感器”），中心神经系统（完成 信息加工和选择决定的系统），以及执行机构（手臂、腿、背部肌 肉）。
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
飞机设计手册17 (2)
飞机设计手册17引言概述：飞机设计手册17是一本关于飞机设计的重要参考资料。
它包含了丰富的内容，涵盖了飞机设计的各个方面。
本文将从五个大点展开论述，分别是飞机结构设计、飞行控制系统设计、动力系统设计、航电系统设计和安全系统设计。
正文内容：1. 飞机结构设计1.1 结构材料的选择：飞机结构设计中，材料的选择是至关重要的一环。
考虑到飞机的重量、强度和耐久性等因素，设计师需要选择合适的材料，如铝合金、复合材料等。
1.2 结构布局的优化：飞机结构布局的优化可以提高飞机的性能和安全性。
设计师需要考虑飞机的重心、气动布局等因素，以实现最佳的结构布局。
2. 飞行控制系统设计2.1 飞行控制原理：飞机的飞行控制系统是保证飞机安全运行的重要组成部分。
设计师需要了解飞行控制原理，包括舵面操纵、自动驾驶系统等。
2.2 系统可靠性设计：飞行控制系统的可靠性是保证飞机安全飞行的关键。
设计师需要考虑系统的冗余设计、故障检测与排除等，以提高系统的可靠性。
3. 动力系统设计3.1 发动机选择与安装：飞机的动力系统设计需要选择合适的发动机，并进行合理的安装。
设计师需要考虑发动机的推力、燃油效率等因素，以满足飞机的性能需求。
3.2 冷却系统设计：飞机的动力系统需要合理的冷却系统来保证发动机的正常运行。
设计师需要考虑冷却系统的散热效果、冷却液的循环等因素。
4. 航电系统设计4.1 电气系统设计：飞机的航电系统设计需要考虑电气系统的可靠性和安全性。
设计师需要合理布局电气系统，选择合适的电气设备，并进行合理的线路设计。
4.2 通信与导航系统设计：飞机的通信与导航系统是保证飞机正常飞行的重要组成部分。
设计师需要考虑通信与导航设备的选择与安装，以实现飞机的正常通信和导航功能。
5. 安全系统设计5.1 防火与灭火系统设计：飞机的安全系统设计需要考虑防火与灭火系统的设计。
设计师需要合理布局灭火设备，确保飞机在发生火灾时能够及时灭火。
5.2 逃生系统设计：飞机的安全系统设计需要考虑逃生系统的设计。
ARJ21飞机部件和功能
ARJ21飞机部件和功能1.机体结构：ARJ21飞机的机体采用复合材料制造，具有轻质、高强度和防腐蚀等特点。
它的机体结构经过优化设计，提高了飞机的燃油效率和飞行性能。
2.发动机系统：ARJ21飞机配备的发动机采用国际先进的涡桨发动机技术，具有高效、低噪音和低排放的特点。
这种发动机具有较大的推力，提供了足够的动力为飞机提供推进力。
3.机翼和升降舵：ARJ21飞机的机翼和升降舵采用先进的气动设计，以提高飞机的升力和操纵性能。
机翼的设计使得飞机在低速和高速时都能保持稳定的飞行状态，升降舵则用于控制飞机的上升和下降。
4.起落架系统：ARJ21飞机的起落架系统采用了现代化的设计和制造技术，以提供安全可靠的起落功能。
它包括主起落架和前起落架，能够在各种地面情况下平稳地起降。
5.机载系统：ARJ21飞机配备了先进的机载系统，包括导航系统、通信系统、自动驾驶系统和客舱娱乐系统等。
这些系统提供了准确的飞行导航和通信功能，提高了飞行操作的便利性和安全性。
6.机载设备：ARJ21飞机配备了客舱内的各种设备，包括座椅、厨房、洗手间和行李舱等。
这些设备提供了舒适的旅行环境和方便的服务，满足旅客的需求。
7.客舱布局：ARJ21飞机的客舱布局合理，能够容纳一定数量的乘客。
它提供了舒适的座椅、宽敞的腿部空间和舒适的环境，使乘客在飞行中能够轻松地休息和工作。
8.安全系统：ARJ21飞机配备了多项安全系统，包括防冰系统、防火系统和紧急逃生系统等。
这些系统能够确保飞机在飞行过程中的安全和可靠性，保护乘客和机组人员的生命安全。
9.航电系统：ARJ21飞机的航电系统采用了现代化的设计，包括雷达、仪表、通讯设备和导航系统等。
这些系统能够提供准确的导航和飞行信息，确保飞机按照预定航线和时刻飞行。
10.自动化系统：ARJ21飞机的自动化系统包括自动驾驶系统和机载计算机等。
它们能够实现飞机的自动起飞、自动导航和自动降落等功能，减轻机组人员的工作负担，提高飞行的安全性和效率。
飞机机载设备与航电系统的集成设计与优化
飞机机载设备与航电系统的集成设计与优化一、引言飞机的机载设备和航电系统是现代航空技术的重要组成部分，其集成设计和优化对于飞机运行的安全性、可靠性和效率起着关键性的作用。
本文将探讨飞机机载设备与航电系统的集成设计与优化的重要性以及相关的技术和方法。
二、飞机机载设备的集成设计与优化1. 设备选型与布局在飞机的设计阶段，需要根据飞机的任务和性能要求，选择合适的机载设备，并进行布局设计。
这需要考虑到设备之间的相互影响和相容性，以及对飞机结构和重心的影响。
通过合理的机载设备选型和布局设计，可以提高飞机的操作效率和人机界面的友好性。
2. 数据通信与集成现代飞机的机载设备需要进行数据通信和集成，以实现信息的交互和共享。
这要求设计师充分考虑不同设备之间的接口和协议，确保数据的准确传输和处理。
通过数据通信和集成，可以实现飞机系统的协同工作，提高飞机的整体性能和工作效率。
3. 电源供应与管理飞机机载设备的电源供应和管理是一个关键性的问题。
设计师需要考虑到不同设备的功耗和电源需求，合理设计电源系统，并采用先进的电源管理技术，以确保设备的可靠运行和航电系统的稳定性。
三、航电系统的集成设计与优化1. 航电系统组成航电系统是飞机的核心系统之一，包括飞行控制系统、导航系统、通信系统等。
这些系统之间需要进行集成设计，以实现飞机的自动控制和导航功能。
通过合理的航电系统组成和集成设计，可以提高飞机的飞行安全性和操作效率。
2. 系统优化与性能提升在航电系统的设计和开发过程中，需要进行系统优化和性能提升。
这包括优化系统的算法和控制策略，提高系统的响应速度和自适应性。
通过系统优化和性能提升，可以实现飞机的飞行精确控制和导航定位，提升飞机的飞行性能和操作效率。
3. 故障诊断与维修支持航电系统的故障诊断和维修支持是确保飞机安全运行的重要环节。
设计师需要考虑到故障检测和诊断的方法和技术，实现航电系统的自动检测和故障定位。
同时，还需要提供可靠的维修支持，确保故障设备的及时修复和更换，以保证飞机的连续可用性。
飞机的系统设计原理及应用
飞机的系统设计原理及应用一、引言本文将讨论飞机的系统设计原理及其应用。
首先介绍飞机系统设计的基本原理，然后探讨不同类型飞机的系统设计特点，并分析其应用领域。
二、飞机系统设计的基本原理1.安全性：飞机的系统设计必须注重安全性，包括防火措施、紧急情况反应系统等，确保乘客和机组人员的安全。
2.效率：飞机的系统设计需要考虑燃油消耗、飞行速度等因素，以提高飞机的运行效率。
3.可靠性：飞机的系统设计需要确保各个系统的可靠性，以确保飞机在各种恶劣环境下的正常运行。
4.易维护性：飞机的系统设计需要考虑维修保养的便利性，以减少维护成本和停机时间，提高飞机的可用性。
三、不同类型飞机的系统设计特点1. 商用客机商用客机的系统设计需要满足大容量运输、舒适性和经济性的要求。
- 客舱系统：包括座椅、空调系统、娱乐系统等，以提供舒适的乘坐体验。
- 燃油系统：设计合理的燃油系统可以提高飞机的航程和经济性。
- 导航系统：商用客机需要配备先进的导航系统，以确保航线的准确性和飞行安全性。
2. 军用战斗机军用战斗机的系统设计需要满足高机动性、隐形性和攻击能力要求。
- 发动机系统：军用战斗机通常采用高性能的涡喷发动机，以提供足够的动力。
- 武器系统：战斗机需要搭载各种武器系统，包括导弹、机炮等，以提供强大的攻击能力。
- 导航系统：战斗机需要具备高精度的导航系统，以进行精密的空中作战。
3. 直升机直升机的系统设计需要考虑起飞和降落的特殊需求，以及垂直起降能力。
- 旋翼系统：直升机采用旋翼系统提供升力和操纵性能。
- 起落架系统：直升机需要具备起落架系统以支撑地面操作和垂直起降。
- 滚筒系统：直升机利用尾桨和滚筒系统提供稳定的飞行控制。
四、飞机系统设计的应用领域1.航空运输：飞机系统设计的应用领域之一是航空运输，包括商用客机、货机等。
合理的系统设计可以提高航空运输的效率和安全性。
2.军事领域：飞机系统设计在军事领域的应用包括军用战斗机、侦察机、运输机等。
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第一章绪论——飞机部件设计的一般规律及其发展
一飞机的发展历程和飞机研制过程
1 飞机的发展历程（回顾从飞机诞生以来不同时期不同用途飞机的结构特点，决定了各个部件的特点）
2 飞机的研制过程（《现代飞机结构综合设计》P4，可对其进行修改及扩充）
二飞机部件及部件设计的初始条件
1 飞机部件介绍
2 部件设计的初始条件
3 飞机设计过程简介
三飞机部件设计的基本要求和综合设计思想
1 基本要求
2 设计思想的演变
3 飞机综合设计思想
四飞机部件设计方法简介
1 概述
2 结构有限元分析以及在飞机结构设计的应用
3 结构优化设计方法
4 计算机辅助设计
第二章飞机外载荷与设计规范
第三章飞机机身结构分析与设计
一机身的功用及设计要求
1 机身的功用
2 机身的外载特点及内部布置
3 机身的设计要求
二机身的组成元件及其设计
1 机身的组成元件及典型受力型式（介绍机身组件及其功用，然后分析几种受力型式（桁梁式，桁条式，硬壳式））
2 失稳形式及元件设计与布置
⑴三种失稳形式（蒙皮，壁板，总体失稳）
⑵蒙皮设计
⑶长桁和桁梁的设计与布置
⑷加强框和普通框的设计与布置
⑸各元件之间的连接设计
三增压座舱的结构设计
现代飞机机身内均有增压座舱
1 座舱的增压载荷
2 民用飞机增压座舱的结构设计
3 军用飞机增压座舱的结构设计
四机身开口区的结构设计
1 开口与口盖的分类及开口区受力分析
2 开口区的结构设计
⑴小开口的结构加强设计⑵中开口的结构加强设计⑶大开口的结构加强设计
五机身与其他部件的连接设计
1 机翼与机身的对接设计
2 尾翼与机身的对接设计
3 起落架与机身的连接设计
4 机身设计分离面处的连接设计
5 发动机在机身的安装
六机身结构设计须注意的几个问题
每个部件都有各自的结构细节，所谓结构细节，是指飞机结构中对疲劳开裂最敏感的局部区域或元件，设计时应从以下几个方面注意：
1 合理地、有区别地选择有关结构材料
2 结构布局和传力路线的恰当设计
3 消除因偏心传载和强迫装配引起的附加应力
4 降低应力集中
5 连接接头和连接结构的抗疲劳设计
6 对结构进行变形和刚度控制
7 选择合理的工艺方法
第四章机翼结构设计
一机翼的功用与外载特点、设计要求
1 机翼的功用及外载特点
2 机翼结构设计要求
二机翼结构元件设计
1 机翼结构的典型构件及其功用（蒙皮、长桁、翼肋、翼梁、纵墙）
2 各种典型元件的设计
⑴长桁设计⑵机翼蒙皮与加筋板的设计⑶梁的设计
⑷翼肋设计⑸机翼连接⑹结构受集中载荷处的局部设计
三机翼结构的受力型式及主要受力构件的布置
1 典型受力型式
⑴薄蒙皮梁式⑵多梁单块式⑶多墙厚蒙皮式
2 主要受力构件布置
机翼主要受力构件布置是指确定机翼翼面壁板中的蒙皮—长桁（或整体壁板中的筋条）、梁、墙、加强翼肋、普通翼肋以及机翼—机身连接接头等的数量和位置。
⑴机翼翼盒受力构件布置
⑵集中载荷作用处加强构件的布置
3 各种承力结构机翼的对接原则
四后掠翼和三角翼的结构和承载特点
1 后掠翼承力形式和根部承载的特点
2 三角翼的结构和承载特点
五机翼整体油箱的结构设计
1 整体油箱结构设计的要求
2 整体油箱结构设计的特点
3 整体油箱的密封形式
六增升装置和副翼的结构设计
1 增升装置的功用和设计要求
2 增升装置的分类及其结构设计
3 副翼的功用及其结构设计
4 自适应机翼介绍
第五章尾翼结构设计
一尾翼的功用与外载特点及设计要求
1 尾翼的主要功用和组成部件
2 尾翼的外载特点
3 尾翼的设计要求
二尾翼的结构
1 水平尾翼的结构
2 垂直尾翼的结构
3 全动式水平尾翼的结构
三尾翼及操纵面的结构设计
1 安定面的结构布局
2 操纵面的结构设计
⑴操纵面的构造及悬挂点的确定⑵操纵面前缘缺口的补强⑶操纵面的气动补偿和气动平衡
3 配重的设计
第六章起落架的结构设计
一起落架的功用、外载及设计要求
1 起落架的功用
2 起落架的设计要求
3 起落架的分类和布置型式
二起落架参数
1 起落架的主要几何参数
2 起落架参数值对飞机性能的影响分析
三起落架的的结构型式
1 简单支柱式和撑杆支柱式起落架
2 摇臂支柱式起落架
3 外伸式起落架
4 多轮式起落架
四起落架的构成部件设计
1 减震系统设计
2 刹车系统设计
3 收放系统设计
4 缓冲系统设计
5 轮胎
五前起落架的结构设计
第六章飞机操作系统的设计
一.飞机操纵系统概述
1. 飞机操纵系统的功用和组成（ⅰ.机械操纵系统，ⅱ.飞行控制翼面，ⅲ.配平和感觉系统，
ⅳ.作动系统）
2. 飞机操纵系统设计的一般要求
3. 飞机的操纵性介绍
二. 机械操纵系统的设计
1.操纵线路的布置与设计
⑴.操纵线路的设计
⑵.常用部件及其布置规则
2.机械操纵系统的传动性能参数要求及其设计
⑴.传动比和传动系数
⑵.特殊传动比的要求介绍
⑶.传动比的分配和计算
3.机械操纵系统的设计
⑴.操纵系统设计载荷
⑵.操纵机构的设计（ⅰ.设计原理，ⅱ.设计流程，ⅲ.应用和组合）
⑶.操纵系统的强度与刚度设计
三. 飞行操纵翼面系统的设计
1. 主操纵翼面的设计（ⅰ.副翼操纵系统，ⅱ.升降舵操纵系统，ⅲ.方向舵操纵系统）
2. 副操纵翼面的设计（ⅰ.襟翼操纵系统，ⅱ.缝翼操纵系统，ⅲ.绕流片操纵系统）
四.配平和感觉系统的设计
1. 配平系统的设计（ⅰ.配平系统的功用和要求，ⅱ.配平系统的分类及其设计）
2. 感觉系统的设计（ⅰ.各种飞机操纵系统的操纵力，ⅱ.感觉系统的分类及其设计依
据，ⅲ.感觉系统的设计）
五.作动系统的设计
1.作动系统的功用及其分类
2.作动系统的设计要求
3.作动系统的设计（ⅰ.结构选择，ⅱ.参数确定，ⅲ. 技术指标制定方式）
第七章环境控制系统的设计
一.环境控制系统概述
1.飞机环境控制系统的基本任务及其分类
2.飞机环境控制系统的设计要求
二.座舱环境控制系统的设计（一）
1.气密座舱的形式和参数
2.气源系统的设计
3.座舱空气调节系统的设计（ⅰ.空气循环冷却系统，ⅱ.温度控制系统，ⅲ.再循环系
统，ⅳ.座舱空气分配系统，ⅴ.货舱加温系统，ⅵ.设备冷却系统及通风系统）
三.座舱环境控制系统的设计（二）
1.蒸发循环冷却系统的设计
2.座舱增压控制系统的设计
四.飞机防冰排雨系统的设计
1.飞机防冰、除冰方法的介绍
2.防冰排雨系统的设计（ⅰ.大翼防冰系统，ⅱ.发动机整流罩防冰系统，ⅲ.驾驶舱风
挡的防冰和除雾系统，ⅳ.风挡排雨系统）
五.飞机防火系统的设计
1.飞机防火系统概述
2.火警探测系统的设计（ⅰ.点式火警探测系统，ⅱ.连续火警探测系统，ⅲ.烟雾火警
探测系统）
3.飞机防火及灭火系统设计（ⅰ.发动机火警探测和灭火系统设计，ⅱ.APU火警探
测和灭火系统设计，ⅲ.货舱火警探测和灭火系统，ⅳ.起落架火警探测和灭火系
统设计，ⅴ.引气管道泄露和过热探测及灭火系统设计，ⅵ.卫生间烟雾探测及灭
火系统设计）。