飞机机翼结构剖析
歼6机翼结构分析
歼6机翼结构分析机翼是飞机最重要的组成部分之一,其结构设计对于飞机的性能起着关键的影响。
歼6机翼结构分析主要涉及到机翼的载荷分配、梁结构设计和翼肋设计等方面,下面将进行详细的分析。
首先,机翼的载荷分析是机翼结构设计的基础。
飞机在飞行过程中会受到各个方向的载荷,包括升力、重力、气动力和惯性力等。
在设计机翼时,需要对这些载荷进行详细的分析和计算,并合理分配到机翼结构上。
升力是机翼最主要的受力方向,需要通过承载结构将升力传递到机身,以保证飞机的稳定和安全。
同时,重力和气动力会对机翼产生弯曲和剪切力,需要通过合理的结构设计来承受这些载荷,避免结构失效。
其次,梁结构设计是机翼结构分析的重要环节。
梁是机翼结构中的主要受力构件,负责承受和传递载荷。
在设计梁结构时,需要考虑到强度、刚度和稳定性等因素。
强度要求梁能够承受所受载荷而不发生破坏,刚度要求梁不会发生过大的变形,稳定性要求梁在承受剪力和弯矩时不会产生屈曲。
因此,梁的截面形状和尺寸的选择至关重要。
一般情况下,梁的截面形状为矩形或者由多个矩形构成的复杂截面。
在设计中需要进行合理的截面形状和尺寸的选择,以满足强度和刚度的要求。
最后,翼肋的设计是机翼结构分析的另一个重要方面。
翼肋是机翼结构中的骨架部分,主要承受飞行载荷和机身传递的载荷。
在设计翼肋时,需要考虑到强度、刚度和轻量化等因素。
强度要求翼肋能够承受所受载荷而不发生破坏,刚度要求翼肋不会发生过大的变形,轻量化要求翼肋设计尽量减少重量,以增加飞机的载重能力和燃料效率。
一般情况下,翼肋采用空心结构或者箱型结构。
在设计中需要进行合理的结构形式和尺寸的选择,以满足强度和刚度的要求,并尽可能减少重量。
综上所述,歼6机翼结构分析涉及到载荷分配、梁结构设计和翼肋设计等方面。
合理的机翼结构设计能够保证飞机的稳定和安全,提高飞机的性能和效率。
因此,对于机翼结构的分析和设计是飞机设计过程中的重要环节之一。
简述机翼的结构及功能
简述机翼的结构及功能
机翼是飞机主要的升力部件,其结构由翼型、机翼箱、翼梁和翼肋等组成。
1. 翼型:翼型是机翼空气动力学特性的决定因素。
常见的翼型有对称翼型和非对称翼型,其形状和几何特性决定了机翼产生升力和阻力的能力。
2. 机翼箱:机翼箱是机翼的主要结构体,它连接了机翼和飞机的机身。
机翼箱内通常包含燃油舱、操纵舱、油箱和随动机械构件等部件。
3. 翼梁:翼梁是机翼的主要承重构件,它负责将机翼产生的升力传递给机身。
翼梁通常由高强度材料制成,如铝合金、复合材料等。
4. 翼肋:翼肋是机翼内部的支撑结构,用于保持翼型的形状和刚度。
翼肋通常由轻量化材料制成,如铝合金和复合材料,以减少机翼的重量。
机翼的主要功能是产生升力和控制飞机的姿态,实现飞机的升空和保持飞行。
当飞机在飞行中,机翼上方的气流速度较大,下方的气流速度较小,产生一个上流面和下流面之间的气压差,从而产生升力。
机翼还可以通过改变翼面积和角度控制飞机的速度和姿态,以实现转弯、上升、下降等操作。
此外,机翼还能影响飞机的阻力和稳定性。
通过设计翼型和机
翼的细节,可以减小阻力并提高飞机的性能。
同时,机翼的形状和布局对飞机的稳定性和操纵性也有重要影响。
飞机机翼各部分图解及专业术语
资料范本本资料为word版本,可以直接编辑和打印,感谢您的下载飞机机翼各部分图解及专业术语地点:__________________时间:__________________说明:本资料适用于约定双方经过谈判,协商而共同承认,共同遵守的责任与义务,仅供参考,文档可直接下载或修改,不需要的部分可直接删除,使用时请详细阅读内容6.jpg(27.94 KB, 下载次数: 22)机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:1 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型2 前缘:翼型最前面的一点。
3 后缘:翼型最后面的一点。
4 翼弦:前缘与后缘的连线。
5 弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长6 迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
7 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
8 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
9上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
10 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
第3章 机翼、尾翼和机身的典型结构
(示图,运十机翼下表面有一大排减轻孔)
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3.1机翼与尾翼的功用设计要求和外载特点
二、尾翼的功用与设计要求
1.尾翼的功用
水平尾翼(平尾):纵向(俯仰)安定性、纵向操纵性; 正常式平尾包括水平安定面和升降舵
超音速飞机 全动水平尾翼 垂直尾翼:航向安定性、航向操纵性;
垂尾包括垂直安定面和方向舵
而它们相互之间固定不动,故研究它们之间力的传 递时,可用静力平衡方法分析。
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3.1机翼与尾翼的功用设计要求和外载特点
机翼是一个薄壁盒段,即当机翼受载时,一般Y不在其刚心上,所以有垂 直向上的趋势,且有弯和转动的趋势。其所以没有动,是因为机身限制了 它,也即提供了约束(提供了支反力)。所以可认为机身是机翼的支持, 机翼把载荷传给机身,最后达到总体平衡。
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3.2 机身的载荷特点
1. 机身上所受的载荷及承载方式
(1) 装载引起的质量力 (2) 各部件传来的集中力 (3) 作用在飞机机身上的空气动力 (4) 机身结构的质量力
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3.2 机身的载荷特点
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3.2 机身的载荷特点
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3.2 机身的载荷特点
2.尾翼的设计要求
尾翼也是一个升力面,设计要求和构造与机翼类似
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3.1机翼与尾翼的功用设计要求和外载特点
三、外载特点
(1)分布气动力
整个翼面都有,吸力或压力,合力R可按机体坐标轴
分为Y和X,Y与X之比约为10:1
机翼盒段H与B之比约10:1 C从15%--5-6%
—翼面结构
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机翼由于后掠带来的问题
机翼由于后掠带来的问题有:
1)直观地看,
• 在相同的展弦比和梯形比下,后掠翼的真实长度比平直 翼长;
• 垂直于机翼刚度轴的弦较短,又采用了相对厚度较小的 翼型,因此后掠翼显得细长而薄,弯矩刚度有所降低;
• 后掠翼的气动合力作用点向翼尖靠近,使弯矩和扭矩增 大。
的扭转角相同,即 θ1 = θ2
式中F0 为管壁中线所围的面积。 薄壁管单位长度扭转角为
M t1 M t 2 G1J p1 G1J p2
又因为
Mt G 2
ds
Mt GJ p
式中
J p 2
ds
—
称为扭转常数
2F0
ds
Si
i
Mt1 + Mt2= Mt
所以
M t1
G1J p1 G1J p1 G2 J p2
1、气动载荷的传递
(1) 蒙皮把气动载荷分别传给桁条和翼肋
蒙皮受气动吸力时,桁条和翼肋通过铆钉受拉对蒙皮提供支 反力;蒙皮受气动压力时,蒙皮直接压在桁条和翼肋上,此时铆 钉不受力。
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(2) 桁条又把自身承担的那部分气动载荷传给翼肋
桁条与翼肋直接用角片或间接通过蒙皮与翼肋相连,因此, 桁条可以看成支持在翼肋上的多点连续梁受横向弯曲。
根部的剪力、弯矩盒和扭矩的传递情况。
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1)剪力的传递
剖面剪力 Q 的分配:与双梁式后掠
翼的分配方法相同。
剪力 Q 的传递:
后墙剪力Q后机身加强框接头1 机身
前墙剪力Q前前墙接头2 机身 根肋接头1 机身
上、下三角壁板内的剪流q肋 侧,
Q 和 q侧,Q 中翼上下壁板和侧肋对
毕业设计-飞机机翼翼梁的结构分析和修理
目录1 引言 (3)2 飞机翼梁的结构分析 (3)2.1 翼梁的结构组成 (3)2.1.1 翼梁缘条 (4)2.1.2 翼梁腹板 (4)2.2 翼梁的受载特点 (5)2.3 翼梁的布置 (6)3 故障诊断 (6)3.1 超声波探伤 (6)3.1.1 超声波探伤设备 (7)3.1.2超声波探伤的工作原理 (7)4 故障修理 (8)4.1 翼梁缘条的修理 (8)4.1.1 缺口的修理 (8)4.1.2 裂纹的修理 (9)4.1.3 断裂的修理 (10)4.2 翼梁腹板的修理 (13)4.2.1 裂纹的修理 (13)4.2.2 破孔的修理 (14)4.2.3 切割的修理 (15)5 校核强度 (16)5.1 梁缘条修理时的强度计算 (16)5.2 腹板修理时的强度计算 (19)结束语 (20)参考文献 (21)飞机机翼翼梁的结构分析和修理【摘要】本论文主要阐述了飞机翼梁的组成结构及修理方法,其中还包括翼梁的受载特点、翼梁的布置,超声波无损探伤所需设备与工作原理以及校核强度。
从而在翼梁出现故障后,能按照适当的修理方法,准确无误地对结构进行修理,以保证翼梁能在飞机上发挥其应有的独特性能。
关键词翼梁维修超声波铆接【Abstract】This paper describes the main beam of the structure of the aircraft wing and repair methods, which also includes wing loaded beam characteristics, spar layout, ultrasonic nondestructive testing equipment and the necessary works, as well as checking intensity. Thus spar failure after the repair methods in accordance with appropriate, accurate structural repairs to ensure that the aircraft wing beams can play a unique performance of its due.Keywords Spar Maintenance Ultrasound Riveting1引言与漫长的人类文明史相比,200余年的航空发展史只能算是历史长河中短暂的一瞬。
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计说明
飞机机翼翼梁的结构分析和修理设计说明⽬录1引⾔ (3)2飞机翼梁的结构分析 (3)2.1翼梁的结构组成 (3)2.1.1翼梁缘条 (4)2.1.2翼梁腹板 (4)2.2翼梁的受载特点 (5)2.3翼梁的布置 (6)3故障诊断 (6)3.1超声波探伤 (6)3.1.1超声波探伤设备 (7)3.1.2超声波探伤的⼯作原理 (7)4故障修理 (8)4.1翼梁缘条的修理 (8)4.1.1缺⼝的修理 (8)4.1.2裂纹的修理 (9)4.1.3断裂的修理 (10)4.2翼梁腹板的修理 (13)4.2.1裂纹的修理 (13)4.2.2破孔的修理 (14)4.2.3切割的修理 (15)5校核强度 (16)5.1梁缘条修理时的强度计算 (16)5.2 腹板修理时的强度计算 (19)结束语 (20)参考⽂献 (21)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容。
作者签名:⽇期:学位论⽂原创性声明本⼈重声明:所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。
除了⽂中特别加以标注引⽤的容外,本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体,均已在⽂中以明确⽅式标明。
歼6机翼结构分析
歼6机翼结构分析机翼是飞机的重要部件之一,对飞机的气动性能和飞行稳定性起着至关重要的作用。
歼6机翼结构是苏联米格-19战斗机的直接翻版,采用了直翼布局,这种布局简单、结构强度高、制造工艺相对简单,是当时主流的战斗机布局之一、下面将对歼6机翼结构进行分析。
歼6机翼的主要结构部件包括主翼壁板、副翼壁板、翼肋、翼梁、连接件等。
主翼壁板是机翼结构的承载部件,承受飞行中由风载荷和机身重力产生的受力。
壁板采用铝合金材料制造,具有较高的强度和刚度。
壁板通过翼肋和翼梁紧密连接在一起,保证机翼整体的强度和刚度。
壁板上还设置有燃油箱以及进气道。
副翼壁板起到辅助增加机翼升阻力的作用。
副翼壁板放置在主翼后缘,通过副翼执行机构进行控制。
副翼壁板的结构和材料选择和主翼壁板类似,但相对较小。
翼肋是机翼结构的支撑构件,起到连接主翼壁板和副翼壁板的作用。
翼肋通常采用铝合金材料制造,具有较高的强度和刚度,可以承受来自主翼壁板和副翼壁板的受力,并将这些受力传递到机翼梁上。
翼梁是机翼结构的骨架,承受整个机翼的受力。
歼6机翼采用了内嵌式梁结构,即将翼梁内置在主翼壁板和副翼壁板之间。
翼梁一般采用高强度铝合金材料制造,具有很高的强度和刚度。
翼梁通过连接件连接在一起,保证机翼整体的受力平衡。
连接件是机翼结构的组装部件,它将主翼壁板、副翼壁板、翼肋和翼梁等部件连接在一起,保证机翼结构的整体稳定性。
连接件一般采用铝合金材料制造,具有较高的强度和刚度。
总的来说,歼6机翼结构在设计上充分考虑了强度和刚度的要求,采用了合理的材料和结构布局,保证了机翼在飞行过程中的稳定性和可靠性。
但由于歼6机翼结构相对较为简单,制造工艺相对简单,因此在一些复杂的飞行条件下,如高空高速飞行或超载飞行时,机翼结构可能会存在一定的强度和刚度不足的问题。
因此,在设计和制造过程中需要严格按照相关标准和规范进行,并进行充分的工程实践验证。
总结起来,歼6机翼结构是一种经典的战斗机翼结构,具有较高的强度和刚度,能够满足大部分飞行条件下的要求。
波音777飞机的机翼结构分析
波音777飞机的机翼结构分析机翼设计波音777飞机的机翼是在改进757和767设计的基础上,将777增加了机翼的长度及厚度。
这种先进的机翼提高了飞机的巡航速度,增加了飞机的爬升能力和飞行高度,并且能在许多高海拔和炎热地区满载乘客和货物起降。
加仑(117335升),777-200LR环球飞机的载油量为53440加仑(202287升)。
在航空公司的协助下,波音把777的翼展加大到了199英尺11英寸(60.9米),优化了机翼的性能。
777-200LR和777-300ER的机翼加装了6.5英尺长的斜削式翼尖,提高了机翼的整体气动性能。
斜削式翼尖有助于缩短起飞滑行距离、提高爬升性能并降低油耗。
材料777的几款机型采用了重量轻、成本低的新型结构材料。
例如,在机翼上部蒙皮和桁条采用经过改进的7055铝合金,这种材料比其它合金具有更大的抗压强度,能减轻重量,抗腐蚀性和疲劳强度也有所提高。
在 777飞机上,重量更轻的先进复合材料开发和生产取得了明显进展。
在垂直和水平尾翼上采用了碳纤维增强型树脂材料。
客舱的地板横梁也是由这些先进复合材料制成的。
复合材料还被用于整流罩等辅助结构上。
复合材料(包括树脂和粘结剂)占777飞机结构重量的9%,而在其它波音喷气机上约为3%。
波音公司的方案是采用71.30米的加长型机翼,新机翼的翼展将比波音747-8飞机的宽3.05米。
另一项新工艺是将原来的金属机翼改为碳纤维增强复合材料机翼。
较大的翼展将提高波音777-8X/-9X的升力,复合材料机翼在增加强度的同时也降低了新机型的空重。
波音公司初步估计,在航程小于14800千米/时,波音777-9X飞机的最大起飞重量至少能达到753000磅(约342吨)。
这将有效地稳固该系列飞机的市场竞争力,并在上述航程区间内保持对现有机型的载运能力的领先优势。
波音777X项目将采用新型碳纤维复合材料制造的机翼,这也包含3中方案:翼展71.1米加后掠式小翼(raked wingtip)、65米翼展加融合式翼梢小翼(blended winglets)、68.6米翼展架融合式翼梢小翼。
歼6机翼结构分析
歼6机翼结构分析机翼全金属中单翼,1/4弦线后掠角55°。
高速对称翼型,顺气流方向翼根处相对厚度8.73%,翼尖处8%。
机翼上表面装有导流片,下表面有扰流片,与副翼的操纵联动。
机身半硬壳式结构。
头部有进气道,为圆截面形,尾部转变为椭圆型。
尾翼全动水平尾翼后掠角55°,相对厚度7%。
垂直尾翼由垂直安定面和方向舵组成,后掠角56°,顺气流翼型的相对厚度8%。
起落架液压收放前三点式。
主起落架上装有双面刹车的KT-37机轮,其尺寸为660×200B,轮胎压力为10.79×105帕(11公斤/厘米2);前起落架上装有双面刹车的KT-38机轮,尺寸为500×180A,轮胎压力为6.86×105帕(7公斤/厘米2)。
动力装置装2台WP-6涡喷发动机,最大推力2×25.5千牛(2×2600公斤),加力推力为2×31.87千牛(2×3250公斤)。
座舱密封座舱。
座舱内装有零高度火箭弹射座椅,可保证地面滑跑零高度安全弹射。
系统两套液压系统,用于收放起落架、襟翼、减速板,操纵加力燃烧室的可调喷口、水平尾翼和副翼。
冷气系统用于机轮的正常和应急刹车,应急放起落架和襟翼、抛放减速伞、抛放座舱舱盖、装弹、喷射防冰液等。
电源系统由直流电源、交流电源和蓄电池组成。
机载设备无线电设备包括通信电台、雷达测距器、无线电高度表、陀螺磁罗盘、信标接收机、敌我识别器、护尾器等,仪表设备包括驾驶领航仪表、发动机仪表以及飞机附件仪表等。
武器装3门航炮。
机翼下可挂空-空导弹、火箭、炸弹和副油箱等。
四、机翼总体分析1.内部布置经过查资料与前往航空馆的实地观察,我们发现机翼是全金属中单翼,1/4弦线后掠55°,高速对称翼型,顺气流方向翼根处相对厚度8.73%,翼尖处8%。
机翼上表面装有导流片,下表面有扰流片,与副翼的操纵联动。
此外,此机翼没有前缘操纵面,只有后缘操纵面。
【内部教材】飞机结构与修理-第二章-机翼结构和受力分析
机翼的少数部位的蒙皮也有采用复合材料蜂窝夹 芯结构。
四、与机翼相连附件的连接结构 1.主起落架连接结构 主起落架通常安装在机翼且靠近翼根的部位。
位于机翼的主起落架是通过其减震支柱上的前、 后轴颈、侧撑杆和阻力撑杆与机翼和机身相连接 的,如图2-15所示。
2.机翼上发动机安装吊架结构
目前大多数大型民航客机的涡轮发动机通过安 装吊架安装在机翼的前下方。
吊架又称为吊挂,实质上是由框架和蒙皮构成 的扭力盒结构。
框架是由梁、加强筋、肋等构件通过铆接或焊 接而形成的构架,如图2-16所示。
框和梁都是钢制的。吊架蒙皮的材料是铝合金。 在吊架的前后安装隔框上分别安装着发动机的安 装座。吊架上还装有风扇整流罩铰接接头和反推 装置铰接接头。
(二)夹层蒙皮结构机翼
(一) 单层蒙皮结构机翼 1.梁式机翼 梁式机翼由翼梁、辅助翼梁(纵墙)、桁条、
翼肋和蒙皮等组成。 单梁式机翼装有一根强有力的翼梁(图2-1);
双梁式机翼装有两根强有力的翼梁(图2-2)
构造特点: (1)装有一根或两根强有力的翼梁; (2)蒙皮很薄; (3)桁条的数量不多而且较弱,有的桁条还是
吊架的上连杆和斜支撑杆与机翼连接的接头处 采用结构保险销连接;
中梁与机翼连接的接头处采用结构保险螺栓连 接。
这些接头处的结构保险销或保险螺栓的作用是: 当发动机遭到严重损坏而导致剧烈振动或巨大阻 力时,该保险销或保险螺栓被剪断使发动机及其 吊架脱离机翼,防止损坏机翼而避免出现更大的 灾难性的破坏。
第二章 机翼结构和受力分析 2023最新整理收集
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§2-1 机翼结构
一、机翼的功用 1.产生升力; 2.当机翼具有上反角时,可为飞机提供一定的
飞机机翼的构成航利航空教育
飞机机翼的构成航利航空教育
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飞机机翼
机翼是飞机能在空中飞行的重要部件,那你知道飞机的机翼都是由哪些部件组成吗?让我们一起去瞧瞧!
===翼梁===
翼梁的主要作用是承受机翼的弯矩和剪力。
主要有三种形式的翼梁:腹板式、整体式和桁架式翼梁。
腹板式金属翼梁由缘条和腹板铆接而成,截面多“T”和“L”形。
腹板(组合)式翼梁:1—上缘条;2—腹板;3—下缘条;4—支柱
整体式翼梁是一种铝合金锻制的腹板式翼梁。
现代飞机多采用腹板式和整体式翼梁。
整体式翼梁:1—机翼与机身接头的耳片;2—锉修垫板;3—固定座
===翼肋===
翼肋可分为普通翼肋和加强翼肋。
翼肋的主要作用:支持蒙皮、桁条、翼梁腹板,提高它们的稳定性以及把蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传给翼梁腹板。
===桁条===
桁条主要由薄铝板制成。
它的主要作用:支撑蒙皮,防止它在承受局部空气动力时产生过大的局部变形,并与蒙皮一起把局部空气动力传给翼肋;提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性,使它能更好地承受机翼的扭矩和弯矩;与蒙皮一起承受由弯矩引起的轴向力。
===蒙皮===
各种机翼的蒙皮,都具有承受局部空气动力和形成机翼外形的作用。
在金属蒙皮机翼结构中,蒙皮还要承受机翼的扭矩和弯矩。
现代民航客机的机翼多采用整体式壁板结构。
机翼的名词解释
机翼的名词解释机翼是飞机的重要组成部分,承担着飞行时的升力和操纵的作用。
它通常由一块平面或曲面构成,固定在飞机的机身两侧。
机翼的形状和结构对飞行性能有着重要影响。
下面将通过对机翼的形状、构造和工作原理进行解释,帮助读者更好地理解机翼。
一、机翼的形状机翼的形状通常由其横截面决定。
常见的机翼横截面形状有矩形、梯形、箭形等。
矩形翼通常具有相对简单的结构,适用于低速飞行以及起降阶段。
梯形翼则能够在不同速度下保持更好的升力系数,适用于中低速情况下的飞行。
而箭形翼则因其良好的超音速性能而常被应用于高速飞行器,如喷气式客机和军用战斗机。
二、机翼的构造机翼的构造通常由前缘、后缘、弦长、翼面等组成。
前缘是机翼面相对于飞行方向的前沿,其形状对于机翼产生升力系数和抵抗的分布有着重要影响。
后缘是机翼面相对于飞行方向的后沿,其形状通常以平直或有一定的弯曲来减少阻力。
弦长则是机翼面从前缘到后缘的长度,对机翼的升力和阻力产生影响。
翼面则指机翼的表面,通常由金属或复合材料制成以提供强度和耐久性。
三、机翼的工作原理机翼的工作原理基于伯努利原理和牛顿第三定律。
当飞机在飞行时,机翼上下表面之间的流体流动速度存在差异。
上表面的流动速度较快,而下表面的流动速度较慢。
根据伯努利原理,速度较快的流体压力较低,而速度较慢的流体压力较高。
因此,机翼上下表面之间的压力差会产生一个向上的力,即升力。
此外,机翼的前缘和后缘形状也会影响机翼的升力。
当飞机的迎角增加时,即飞机的机头抬起,气流在机翼上的流动角度也会增加。
这样,气流在机翼上的曲率和速度变化也会增大,从而增加了升力。
然而,当迎角过大时,机翼可能会失去升力,导致失速。
机翼还可以通过襟翼、副翼等操纵装置调整升力和操纵性能。
襟翼通常位于翼面后缘,当襟翼下放时,会改变机翼的形状和有效弦长,从而增加升力。
副翼则位于机翼的尾部,可以通过上下偏转来改变飞机的横滚和俯仰姿态。
综上所述,机翼作为飞机的重要组成部分,其形状、构造和工作原理对飞机的性能有着重要影响。
飞机机翼结构分析
飞机机翼结构分析前言飞机机翼结构分析实根据发《飞机结构强度》一书中第三章的内容,本文主要论述了飞机机翼的功用及翼面结构。
机翼由副翼前缘缝翼襟翼扰流板组成,从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力,能够更深入更全面的了解机翼了解航空领域所涉及学科的基础知识基础原理及发展概况,对开拓视野,扩大知识面以及今后的学习和工作都有帮助。
1.1机翼的功用机翼是飞机的一个重要部件,其主要功用是产生升力。
当它具有上反角时,可为飞机提供一定的横侧安定性。
除后缘布置有横向操纵用的副翼、扰流片、等附翼外,目前在机翼的前、后缘越来越多地装有各种形式的襟翼、缝翼、等增升装置,以提高飞机的起降或机动性能。
机翼上常安装有起落架、发动机等其它部件。
现代歼击机和歼击轰炸机往往在机翼下布置多种外挂,如副油箱和导弹、炸弹等军械设备。
机翼的内部空间常用来收藏起落架或其部分结构和储放燃油。
特别是旅客机,为了保证旅客的安全,很多飞机不在机身内贮存燃油,而全部贮存在机翼内。
为了最大限度地利用机翼容积,同时减轻重量,现代飞机的机翼油箱大多采用利用机翼结构构成的整体油箱。
此外机翼内常安装有操纵系统和一些小型设备和附件。
1.2翼面结构设计要求1.气动要求翼面是产生升力主要部件,对飞行性能有很大的影响,因此,满足空气动力方面的要求是首要的。
翼面除保证升力外,还要求阻力尽量小﹙少数特殊机动情况除外﹚。
翼面的气动特性主要取决于其外行参数﹙如展弦比、相对厚度、后掠角和翼型等﹚,这些参数在总体设计时确定;结构设计则应强度、刚度及表面光滑度等方面来保证机翼气动外形要求的实现。
2.质量要求在外形、装载和连接情况一定的条件下,质量要求时翼面结构设计的主要要求。
具体地说,就是在保证结构完整性的前提下,设计出尽可能请的结构。
结构完整性包含了强度、刚度、耐久性和损伤容限等多方面内容。
3.刚度要求随着飞机速度的提高,翼面所受载荷增大,特别对于高机动性能歼击机和高速飞行的导弹;由于减小阻力等空气动力的要求,翼面的相对厚度越来越小,再加上后掠角的影响,导致翼面结构的扭转刚度、弯曲度将越来越难保证,这些均将引起翼面在飞行中的变形增加。
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飞机机翼结构剖析
机翼是飞机的重要部件之一,它就好比鸟儿的翅膀。
飞机之所以能在天上飞,靠的就是机翼产生的升力!
不过除了提供飞机升力,机翼其实还有许多辅助功能,比如悬挂发动机、存储燃油、控制飞机水平翻转、减速等。
因此在机翼上还有很多特别设计的“机关”,也许经常坐飞机的朋友会注意到,但是不一定说得出这些机关的名字和具体作用。
今天,我们就和大家聊一聊飞机的机翼!
机翼如何产生升力?
众所周知,机翼的主要功能就是产生升力,让飞机飞起来,那么它为什么能产生升力呢?这还得从飞机机翼具有独特的剖面说起。
我们把机翼横截面的形状称为翼型,翼型上下表面形状是不对称的,顶部弯曲,而底部相对较平。
当飞机发动机推动飞机向前运动时,机翼在空气中穿过将气流分隔开来。
一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。
日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相对稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。
空气的流动与水流其实有较大的相似性。
由于机翼上下表面形状是不对称的,空气沿机翼上表面运动的距离更长,因而流速较快。
而流过机翼下表面的气流正好相反,流速较上表面的气流慢。
根据流体力学中的伯努利原理,流动慢的大气压强较大,而流动快
的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高。
换句话说,就是大气施加于机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。
机翼有多坚固?
机翼除了提供升力之外,还必须得承重。
飞机在天上飞的时候,整个机身的重量几乎都是由机翼给“托”着的。
飞机在地面上的时候,机翼还得悬臂“举”着重重的发动机,像A380、747这样的巨无霸飞机,单片机翼还得悬臂“举”起两个发动机,要知道
A380的单台发动机自重就达8吨。
因此,机翼必须得足够坚固。
目前主流的民航客机的机翼结构采用的是双梁单块式,前后有两根梁,之间又有很多的翼肋,这样梁和肋就组成了机翼的内部骨架结构,外侧是蒙皮和壁板设计。
在设计开始阶段,设计人员就会将机翼的重量和整个飞机将会承载的最大重量加入到设计和计算中,根据最大重量来进行整个机翼的设计和优化,这样就可以保证飞机的机翼能够承受住如此大的重量。
要把机翼做得坚固,材料的选择也很重要,而且是多种层次的,比如机翼的骨架、蒙皮等等都采用了高比强度或者高比模量的材料。
目前飞机机翼的设计趋势是大规模地采用复合型材料。
坐飞机的时候经常会遇到颠簸,望着窗外上下摆动的机翼,飞行恐惧症患者心理开始担忧起来了:“这翅膀上下晃得,是不是快要断了?”
一般来说飞机的机翼在设计时就必须考虑有一定的韧性,机翼在一定角度内弯曲其实是没有问题的,而且还可以承受3个G的过载,所以我们日常飞行环境的颠簸是无法对机翼造成损害的。
像是空客A350和波音787这样的飞机,由于机翼制造中使用了大量的复合材料,这为机翼的“逆天”弯曲变形提供了可能。
复合材料具有较高的比强度和比刚度,当它用作大展弦比机翼材料时,在满足强度要求、气动要求的前提下,综合考虑气动弹性和减重性能,可以使复合材料机翼比常规材料机翼变形更剧烈。
因此复合材料机翼是现阶段实现上述“逆天”变形的前提条件。
新型飞机在投入市场之前,都会进行无数次的测试,测试环节和复杂程度远超普通人的想象。
在测试中,针对颠簸和气流的测试也是重要的一个环节,因此投入市场的飞机,面对小的气流颠簸是不会有任何影响的。
如果遇到大的气流变化,地面气象站或者飞机都会有预警,飞机可以绕开飞行。
机翼其实还是一个大油箱!
机翼内部是由梁和肋就组成的骨架结构,骨架的中间其实是空的,这点空间如果用来装货物的话稍微偏小了一些,而且装卸困难。
但浪费了这点空间又有些可惜,要知道飞机上的空间可是寸土寸金的。
于是飞机的设计师们就想出了一个办法,把燃油给装到机翼中去。
利用机翼来作为飞机的油箱还有几个好处:1.油箱不占机身容积,这样机舱可以腾出更多的空间用来装货物;飞行时机翼由于受到
升力的缘故,会向上弯曲变形,从而损失升力。
燃油的重量正好可以抵消一部分机翼向上弯曲的变形;在燃料消耗的过程中,飞机重心位置移动量较小,利于飞机的飞行平衡与安全。
主流的民航客机除了机翼油箱之外,还有位于腹舱的中央油箱,在某些远程型号的机型中,还增加了附加油箱。
飞机的油箱位置如上图。
紧接着,我们来聊聊飞机上的一些辅助功能部件。
襟翼
襟翼是安装在机翼后缘靠近机身的翼面,可以绕轴向后下方偏转。
襟翼主要是靠增大机翼的弯度来获得升力增加的一种增升装置。
襟翼的主要作用简单来概括:一是提高失速迎角使飞机更不容易失速;二是使飞机获得更大的升力。
襟翼一般在起飞和降落等低速的情况下才会放下使用。
如果在高速巡航阶段,强行放下襟翼,只会增加飞行阻力和飞机的油耗,甚至还会对飞机结构造成损伤。
当飞机起飞时,襟翼以较小的角度打开,主要起到增加升力的作用,可以缩短飞机在地面的滑跑距离;当飞机在降落时,襟翼以较大的角度打开甚至全开,可以使飞机的升力和阻力同时增大,还可以增加失速迎角,以利于降低着陆速度,使飞机不容易失速,缩短滑跑距离。
襟翼整流罩
在机翼的后缘下方有几个凸出来的方块,而且体积还不小,飞机越大方块的数量也就越多。
这个装置叫做襟翼整流罩,里边包裹的其实是用来驱动襟翼打开闭合的机械装置。
这些机械装置如果裸露在空气中,飞行时会增加飞行阻力,因此就用一个整流罩把它们包起来,另一方面也起到了保护的作用。
当襟翼放下时,襟翼滑轨向后移动,襟翼沿着滑轨慢慢滑下,整流罩也跟着下倾一定角度,挡住前方的气流,襟翼滑轨在机翼下方乘客一般是看不到的。
在飞机增大迎角或是放下襟翼的时候,随之而来的就是高速气流会在上表面接近机翼后缘部分产生分离,造成不规则涡流的产生,这个涡流会导致升力的下降。
这时候,我们就需要前缘缝翼的帮助了。
前缘缝翼是安装在机翼前缘的一段或者几段狭长小翼,它的主要作用就是将机翼下表面的气流引导到上表面,吹散因增大迎角或打开襟翼而在机翼后缘产生的涡流,保证机翼能提供足够的升力,使飞机不容易失速。
因此,前缘襟翼一般配合着襟翼一块儿打开。
在前缘缝翼闭合时(即相当于没有安装前缘缝翼),随着迎角的增大,机翼上表面的分离区逐渐向前移,当迎角增大到临界迎角时,机翼的升力系数急剧下降,飞机容易失速。
当前缘缝翼打开时,它与机翼前缘表面形成一道缝隙,下翼面压强较高的气流通过这道缝隙得到加速而流向上翼面,增大了上翼面附面层中气流的速
度,降低了压强,消除了这里的分离旋涡,从而延缓了气流分离,避免了大迎角下的失速,使得升力系数提高。
现代客机的前缘缝翼没有专门的操纵装置,一般随襟翼的动作而随动,在飞机即将进入失速状态时,前缘缝翼的自动功能也会根据迎角的变化而自动开关。
副翼
在机翼后缘外侧有一小块可以上下摆动的翼面,这就是副翼。
副翼是飞机的主操作舵面,飞行员操纵左右副翼差动偏转所产生的滚转力矩可以使飞机做水平横向滚转,就像下面这个动图所示的这样。
飞机的转向就是由副翼配合着飞机垂直尾翼上的方向舵来实现的。
现在的波音宽体客机中,还设计了一个襟副翼(比如波音787客机)。
襟副翼就是襟翼和副翼的结合体,就像下面图片中的样子,它既是副翼,也是襟翼。
在起飞降落阶段中,襟副翼充当的角色就是襟翼,用来提升升力。
在高速飞行过程中,它充当的角色就是副翼。
由于襟副翼距离飞机机身更近,飞机横滚运动的时候扭矩较小,因此可以操作得更加精准。
2015年在法属留尼旺群岛发现了一片后来被证实为MH370客机残骸的碎片,就是客机的襟副翼。
扰流板
扰流板又可以叫做减速板,顾名思义就是帮助飞机减速用的。
在飞机落地时,我们除了感受到明显的轰鸣的噪音之外,如果你仔细观察还可以看到飞机机翼上有一些板翘起来了,这个就是扰流板。
当扰流板打开时,流过机翼的气流被改变,卸除飞机机翼的升力,同时阻力增加,配合发动机反推(就是听到的巨大轰鸣声,实际上飞机落地后的减速几乎都要靠发动机反推)和刹车一起帮助飞机快速减速。
扰流板又分为飞行、地面扰流板两种,左右对称分布,地面扰流板只能够在地面使用,但是飞行扰流板既可以在地面使用,也能够在空中使用。
翼梢
翼梢就是飞机机翼末端一小段上翘的部分,我们又可以把它称之为翼梢小翼。
飞机飞行时机翼下表面的高压区气流会绕过机翼末端的翼尖流向上翼面,形成强烈的旋涡气流,当飞机飞得越快,所产生的涡流也越强,这种气流含有很大的能量,不但对增加飞行升力和推力没有作用,反而会增加飞行时的阻力和燃料的消耗。
翼梢的作用就像一堵垂直竖起的墙,阻碍了上下表面的空气绕流,从而减小涡流的强度,有效减少飞行时的阻力和燃料消耗。