飞机结构设计(第2章)2012讲解

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飞行空气动力学--固定翼飞机结构详解---2

飞行空气动力学--固定翼飞机结构详解---2

⼒。

外壳摩擦⼒是最难降低的寄⽣阻⼒类型。

没有完全光滑的表⾯。

甚⾄是机械加⼯的表⾯,通过放⼤来检测的话,仍然可以看到粗糙的不平坦的外观。

这种粗糙的表⾯会使表⾯的空⽓流线型弯曲,对平滑⽓流产⽣阻⼒。

通过使⽤光滑的磨平的表⾯,和去掉突出的铆钉头,粗糙和其他的不规则物来最⼩化外壳摩擦⼒。

设计飞机时必须要增加另⼀个对寄⽣阻⼒的考虑。

这个阻⼒复合了形阻⼒效应和外壳摩擦,称为所谓的⼲涉阻⼒。

如果两个物体靠近放置,产⽣的合成紊乱会⽐单个测试时⼤50%到200%。

形阻⼒,外壳摩擦⼒和⼲涉阻⼒这三个阻⼒都要被计算以确定⼀个飞机的寄⽣阻⼒。

寄⽣阻⼒中⼀个物体的外形是⼀个很⼤的因素。

然⽽,说道寄⽣阻⼒时指⽰空速也是⼀个同样重要的因素。

⼀个物体的外形阻⼒保持在⼀个相对⽓流固定的位置,⼤约以速度的平⽅成正⽐增加;这样,空速增加为原来的两倍,那么阻⼒就会变成原来的四倍,空速增加为三倍的话阻⼒也就增加为九倍。

但是,这个关系只在相当的低⾳速时维持很好。

在某些更⾼速度,外形阻⼒的增加会随速度⽽变的突然很快。

第⼆个基本的阻⼒类型是诱导阻⼒。

以机械运动⽅式⼯作的系统没有⼀个可以达到100%的效率,这是⼀个确定的物理事实。

这就意味着⽆论什么特性的系统,总是以系统中消耗某些额外的功来获得需要的功。

系统越⾼效,损失就越⼩。

在平飞过程中,机翼的空⽓动⼒学特性产⽣要求的升⼒,但是这只能通过某种代价才能获得。

这种代价的名字就叫诱导阻⼒。

诱导阻⼒是内在的,在机翼产⽣升⼒的任何时刻,⽽事实上,这种阻⼒是升⼒的产物中不可分离的。

继⽽,只要有升⼒就会有这种⼒。

机翼通过利⽤三种⽓流的能量产⽣升⼒。

⽆论什么时候机翼产⽣升⼒,机翼下表⾯的压⼒总是⼤于机翼上表⾯的压⼒。

结果,机翼下⽅的⾼压区空⽓有向机翼上⽅的低压去流动的趋势。

在机翼的翼尖附近,这些压⼒有区域相等的趋势,产⽣⼀个从下表⾯到机翼上表⾯的向外的侧⾯⽓流。

这个侧向⽓流给予翼尖的空⽓和机翼后⾯的尾流⼀个旋转速度。

飞机结构受力分析和抗疲劳设计思想PPT课件

飞机结构受力分析和抗疲劳设计思想PPT课件

☺支持蒙皮,防止在空气动力作
用下产生过大的局部变形,并
与蒙皮一起把空气动力传到翼 肋上去;
?
☺提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性,
使蒙皮能更好地参与承受机翼
的扭矩和弯矩;
☺长桁还能承受由弯矩引起的部
分轴力。
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蒙皮 传来的力
蒙皮 传来的力
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桁条
翼肋
蒙皮 传来的力
翼肋 传来的力
如果外力不通过这一点,机翼 的横截面就会绕该点转动,这 个特殊的点称为该横截面的刚心
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刚心轴的定义?
机翼的每个横截面上,都有一个 特殊的点,当外力通过这一点时, 不会使横截面转动,这个特殊的 点称为该横截面的刚心。机翼各 横截面刚心的连线称为机翼的刚 心轴。
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剪力图
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• 梁式机翼的受力特点是:弯曲引起的轴向 力主要由翼梁的缘条承受。剪力由翼梁的 腹板承受。
• 对双梁式机翼的扭矩可由前后梁腹板与上 下蒙皮组成的盒段(合围框)、前梁腹板 与前缘蒙皮组成的盒段承受。
• 梁式机翼的主要受力构件是翼梁,因此, 它具有便于开口、与机身 (或机翼中段) 连 接较简便等优点。
些外载荷在机身与机翼的连接处,由机身 提供的支反力取得平衡。
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机翼重力 分布载荷
剪力图
弯矩图
扭矩图
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空气动力分布载荷
P部件
一、平直机翼各截面的
剪力、弯矩和扭矩图
①如果机翼上只有空气动 力和机翼结构质量力,则 越靠近机翼根部,横载面 上的剪力、弯矩和扭矩越 大。 ②当机翼上同时作用有部 件集中质量力时,上述力 图会在集中质量力作用处 产生突变或转折。

[交通运输]第2章 飞机的外载荷

[交通运输]第2章  飞机的外载荷


过载系数的实用意义
知道了过载系数ny→P=ny﹒G(CG处)
→各点Psj,Psj=ny﹒Gj 它是飞机设计中很重要的一个原始 参数,与飞行状态机动性密切相关 ny可由过载表测量获得
2.2 不同飞行条件下的过载


2.2.1 水平面内的定常直线飞行 2.2.2 垂直平面内的曲线飞行 2.2.3 水平面内的曲线飞行(正常布局) 2.2.4 最大过载ny max 2.2.5 非质心处质量的过载 2.2.6 突风过载 2.2.7 着陆过载
图2.4 飞行员承 受过载的能力与 过载方向和时Байду номын сангаас 的关系
图2.5 抗过载服系统
1-发动机引来的压缩空 气;2-气滤;3-调压器;4通信号灯;胶囊
图2.6高过载座舱内 的座椅
1-可倾斜座椅;2-后 撑弹簧筒

综合考虑这些因素,飞机设计中一般选取: 一类飞机:如歼击机、强击机,ny=-3~9 二类飞机:可部分完成机动飞行:如战 术轰炸机、多用途飞机,ny=-2~4 三类飞机:不作机动飞行的飞机:如战 略轰炸机、运输机,ny=-1~3
V2 cos gR
2
V2 θ =0° n y 1 gR 8.865
如限制ny≤8,则
V2 1 8 gR
V2 R 1123 .64m 7g
例:飞机以过载ny=-3作曲线飞行,同时使飞机重 心以角加速度αz=3.92rad/s2转动,转动方向如图所 示。若发动机重量GE=1000kg,其重心到全机重心 距离L=3m,发动机绕本身重心的质量惯性矩 Izo=120kg∙s2∙m,求:
V2 n y cos gR
当=0时,ny→max,
nmax

飞机结构—第二章 飞机的外载荷与设计规范

飞机结构—第二章 飞机的外载荷与设计规范

(二)典型飞行姿态的载荷系数
4.俯冲后拉起
Y V2 ny cos G gr 结论: 若飞机的速度V,航迹的曲率 半径r一定,则θ=0(最低处)时过载 最大; 若飞机的姿态、位置θ一定,则 速度V越大,半径r越小,机动性 越好,猛烈拉起),过载越大 (飞机受力越严重)。
第二章 飞机的外载荷与设计规范 ——§2 典型飞行姿态和载荷系数
ny=0,求此时飞机的飞行速度。
第二章 飞机的外载荷与设计规范 ——§2 典型飞行姿态和载荷系数
例1
如图所示,飞机进行俯冲,已知此时θ=45º ,r=1000m,测得飞机的
ny=0,求此时飞机的飞行速度。
解:
2 2 V V n cos cos 45 0 y gr 9 . 81 1000
第二章 飞机的外载荷与设计规范 ——§2 典型飞行姿态和载荷系数
(一)载荷系数
2.物理意义:
• 用倍数的概念来表示飞机实际外力同重力之间的关系,是一个相对 值。
• 表示飞机质量力与重力的比率。
第二章 飞机的外载荷与设计规范 ——§2 典型飞行姿态和载荷系数
(一)载荷系数
3.实用意义: 1) 载荷系数确定,结合有关飞行参数,可以确 定飞机结构上的各部分实际载荷的大小及方向, 便于我们对飞机结构的强度、刚度等指标进行设 计校验; 2)飞机机动性的重要指标,通过载荷系数可以了 解飞机的机动性能。
③ 载荷系数的载荷作用,不仅对结构有作用,而且对机载设备 和乘员有载荷作用,载荷系数越大,对其影响越大,要视其 承受能力而定。
第二章 飞机的外载荷与设计规范 ——§2 典型飞行姿态和载荷系数
(五)飞机设计时最大载荷系数的选取
1.影响最大载荷系数选取的因素: ④ 飞行时的载荷系数(除突风干扰外),一般来自发动机的推 力,载荷系数大,剩余推力要大,动力装置要增重。 ⑤ 载荷系数的大小应根据飞机的类型、用途来适当确定,不是 越大越好。

机翼结构

机翼结构

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三、机翼在载荷作用下的承载情况
机翼剖面的“三心”和一点 重心:机翼剖面上,重力与弦线交点。 刚心:当剪力作用于该点时,机翼只弯不扭,或机翼 受扭时,将绕其旋转。刚心位置约在38-40%b。 焦点:也称为空气动力中心,焦点可看为在迎角变化 时,升力增量的作用点。约在28%b处。 压心:空气动力R与机翼弦线的交点,即空气动力合力 作用点。它的位置随着α角而变化。
作用在机翼横剖面上的分布空气动力可简 化为作用在压力中心处的一个合力,并且和作 用的集中力一起等效为作用在刚心上的一个集 中剪力、一个扭矩和一个 弯矩。
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弯矩、剪力和扭矩由那些元件承受? 如何传递?
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剪力: 由承剪力元件翼梁承担。
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扭矩:由承扭矩元件翼盒承担。
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弯矩:机翼结构不同承载元件不同。
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四、 梁式机翼结构上的总体力传递
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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。
应用,为合理进行飞机结构设计打下基础。
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第2章 飞机结构基本传力系统
➢机翼结构分析 ➢机身结构分析
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2.1 机翼结构分析

飞机结构讲解 ppt课件

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PPT课件ຫໍສະໝຸດ 27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。
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737主起落 架
侧杆
上锁辊子
活塞杆
机轮
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收放作动筒
前起落架
缓冲支柱
摆振阻尼器
防扭臂
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刹车
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(五) 动力装置
动力装置主要用来产生拉力或推力,为机上用电设备提供电源, 为空调设备等用气设备提供气源。
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涡桨发动机VS活塞发动机
• 同活塞式发动机+螺旋桨相比,涡轮螺旋桨发动机功率大, 功重比(功率/重量)也大,最大功率可超过10000马力, 功重比为4以上;而活塞式发动机最大不过三四千马力, 功重比2左右。
副翼
襟翼滑轨
襟翼
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机翼布置(下翼面)
前梁
缝翼
下蒙皮
检修口
后梁
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机翼下壁板的布置
长桁
壁板1
壁板2
壁板3
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中央翼盒及承力框
主承力框
壁板
前梁
根肋
后梁
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(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。

《民航概论》第二章飞机的一般介绍ppt课件

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三、尾翼
尾翼是飞机尾部的水平尾翼和垂直尾翼的统称,它的作 用是用以维持飞机的方向和水平的稳定性和操纵性。尾翼 一般包括水平尾翼和垂直尾翼。
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三、尾翼
水平尾翼: 水平安定面(固定)+升降舵(上下转动) 保持飞机纵向稳定,控制飞机的俯仰运动;全动式平尾 可提高操纵效率 安装在机身上或垂尾上
2、机翼和机身的连接:
下单翼
现代客机一般采用下单翼
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一、机翼
3、安装角 定义:
机翼装在机身上的角度。是机翼与水平线所组成的角 度。 分类: 分上反角(安装角向上)和下反角(安装角向下)两 种。上反角能提高飞机的侧向稳定性,一般用于下单 翼机。下反角一般用于上单翼机。
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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。
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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。
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一、机翼
1、机翼的外形:平面形状 双翼机
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一、机翼
1、机翼均为单翼机
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一、机翼
2、机翼和机身的连接:
机翼的安装形式:上单翼,中单翼,下 单翼。 上单翼:
干扰阻力小;视野好;机身离 地高近,易装货,发动机离地高, 起落架安装困难。 中单翼:
垂直尾翼: 垂直安定面(固定)+方向舵(左右转动) 控制飞机航向,抗偏航干扰 分为单垂尾、双垂尾、多垂尾等多种形式。客机采用单 垂尾的为多。
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三、尾翼

第2章 飞机载荷

第2章 飞机载荷

二、飞机过载和过载系数
飞机到达飞行轨迹的最低位置时, 此时,飞机的过载为
2
v ny 1 gr
飞机俯冲拉起时,升力可能大大的超过飞机的重力。飞 机机动动作越剧烈,升力大于重力越多,飞机受力越严 重,机翼翼根部位承受载荷越大。
二、飞机过载和过载系数

水平平面内机动飞行情况下飞机的过载
作水平转弯。 水平方向:升力水平分量=惯性离心力 垂直方向:升力垂直分量=重力


5.飞机水平转弯时的过载:_____。 A:与转弯半径有关。 B:与转弯速度有关。 C:随转弯坡度增大而减小。 D:随转弯坡度增大而增大。
6.n设计和n使用的实际意义分别是:_____。 A:表明飞机结构承载能力与飞机飞行中的受载限制。 B:表明飞机结构受载能力与飞机飞行中的实际受载大小。 C:表明飞机结构承载余量与飞机飞行中的实际受载大小。 D:表明飞机飞行中的受载能力与飞机结构的实际受载大小。
空间盒式结构
周缘封闭的薄壁梁
三、载荷分类及构件变形


1.飞机载荷是指:_____。 A:升力。 B:重力和气动力。 C:地面支持力。D:飞机运营时受到的所有外力。
2.飞机在水平面内作等速圆周运动,所受外力为:_____。 A:升力、重力、推力、阻力、向心力。 B:升力、重力、推力、阻力不平衡,合力提供向心力。 C:所受升力随坡度增大而增大。 D:B和C都对。


8.哪个方向的突风对机体影响最大:_____。 A:水平突风。 B:垂直突风。 C:侧向突风。 9.飞机结构中的空间薄壁结构可以承受何种载荷:_____。 A:集中力。 B:分布力。 C:剪力。 D:空间任意方向力。 10.飞机结构中薄板类构件可以承受的载荷为:_____。 A:集中力。 B:分布力。 C:板平面内的分布力。

飞机结构讲解介绍课件

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飞机检修的周期和内容
定期检修
根据飞机的类型和飞行小时数, 飞机需要进行定期检修,包括起 落架、发动机、机翼等关键部件
的检查和维修。
飞行前检查
每次飞行前,机组人员会对飞机进 行简短的目视检查,确保没有明显 的损坏或异常情况。
飞行后检查
每次飞行后,机组人员会对飞机进 行详细检查,包括发动机、起落架、 机身等部分,确保飞机在下次飞行 前处于良好状态。
起落架的材料和制造工 艺
要点一
总结词
要点二
详细描述
起落架材料多为高强度铝合金或复合材料,制造工艺涉及 精密铸造和焊接等。
高强度铝合金具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点,广泛应 用于起落架制造。复合材料则具有更高的强度和刚度,适 用于现代高性能飞机的起落架。制造工艺涉及精密铸造、 焊接、机械加工等多种技术,以确保起落架的精度和可靠性。
飞机结构的维修和保养
表面清洁
定期对飞机表面进行清洁,去除尘土、 污垢和鸟粪等污染物,保持飞机外观 整洁。
防腐处理
对飞机的金属部分进行防腐处理,如 喷涂防锈漆、涂抹防腐剂等,以延缓 腐蚀过程。
紧固件检查与更换
定期检查飞机的紧固件,如螺丝、铆 钉等,如有松动或损坏及时更换。
结构损伤修复
对于发现的飞机结构损伤,如裂纹、 凹陷等,及时进行修复或更换受损部 件。
转运动。
起落架
用于起飞、降落和地面滑行, 由支柱、轮子和减震器等组成。
飞机结构分类
01
02
03
按机翼数目
可分为单翼机、双翼机和 多翼机。
按机翼固定方式
可分为固定翼机和旋翼机。
按用途
可分为民用飞机、军用飞 机和通用航空器等。
飞机结构材料

飞机结构详细讲解

飞机结构详细讲解

飞机结构详细讲解机翼机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。

其最主要作用是产生升力,同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱,在飞行中可以收藏起落架。

另外,在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼,有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。

由于飞机是在空中飞行的,因此和一般的运输工具和机械相比,就有很大的不同。

飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻,机翼自然也不例外,加之机翼是产生升力的主要部件,而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下,因此所承受的载荷就更大,这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷,同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。

机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。

其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上,而有些飞机整个就是一个大的飞翼,如B2隐形轰炸机则根本就没有接头。

以下是典型的梁式机翼的结构。

一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成,所谓纵向是指沿翼展方向,它们都是沿翼展方向布置的。

* 翼梁是最主要的纵向构件,它承受全部或大部分弯矩和剪力。

翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成(如图所示)。

凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成,腹板用硬铝合金板材制成,与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。

凸缘和腹板组成工字型梁,承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。

* 纵樯与翼梁十分相像,二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连,其长度有时仅为翼展的一部分。

纵樯通常布置在机翼的前后缘部分,与上下蒙皮相连,形成封闭盒段,承受扭矩。

靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。

* 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成,铆接在蒙皮内表面,支持蒙皮以提高其承载能力,并共同将气动力分布载荷传给翼肋。

二、横向骨架机翼的横向骨架主要是指翼肋,而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋,横向是指垂直于翼展的方向,它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。

* 普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体,把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁,并保持翼剖面的形状。

第二讲:飞机结构设计思想和方法

第二讲:飞机结构设计思想和方法
飞机在满足静强度设计准则的基础上还应满足以下准则
☆ 结构变形设计准则:
f max f d
☆ 气动弹性设计准则:
vd vcr min( v f
vd--- 设计速度 Vcr --- 气动弹性临界速度
f f , vs
f s , va
fa )
vf , vs ,va --- 分别为颤振速度、翼面发散速度与副翼失效速度 ff , fs , fa --- 分别为其对应的安全系数
安全系数 f 在强度规范中规定 飞机结构必须通过地面静强度试验
5
静强度设计
外载荷 结构参数 结构有限元分析 工作应力σ 结构强度设计准则 工作应力可以达到很 高的计算精度
1
稳定性许用应力 计算误差很大
许用应力 受拉许用应力 疲劳/损伤容限设计

受压许用应力 结构稳定性设计
6
静强度和刚度
全机有限元计算模型 机翼、机身计算模型
影响有限元法计
算精度的因素
它是一种近似数值分析方法,因 为其求解的基本方程是一个代数方程 组,而不是描述真实连续体场变量的 微分方程组。
单 元 单元的形式可以区分为
(1)按几何形状:一维、二维或三维;
(2)按节点参数: Lagrange族(只包含场函数的节点值)
H
ηfa 破损安全系数; ηe 使用剩余强度系数; ηd 设计剩 余强度系数;Nex,fa 破损安全试验寿命;H 检查间隔期限 20
强度、刚度、损伤容限和耐久性设计
③耐久性(经济寿命)设计(20世纪80年代末开始)
设计准则:
Nec Ne N ex,en n
其中:Nex,en 为耐久性试验寿命;Nec为经济寿命;Ne 为使用寿命;n 为分散系数,一般取2

飞行器结构设计第二章新

飞行器结构设计第二章新
小型机动型 过载特点 大型弹道型
三、动力载荷综合设计
叠 加 抑 制
四、静动载荷综合设计
卫星、弹头载荷的综合设计
2.6 使用载荷和设计载荷、安全系数
一、什么是“使用载荷” 使用载荷——正常使用状态下,在飞行器或其部件上可能承 受的最大载荷,又称限制载荷(Limit Load)。
注:由设计情况导出的最严重情况下的使用载荷。
N尾 0
M尾 0
五、导弹、火箭的动载荷
自学2.4节。
2.5 飞行器载荷综合设计
一、什么是“载荷综合设计”
原因:飞行器在各种工作环境中某一时刻可能同时会受到静力、动 力和热载荷源的联合作用。各种载荷之间有时有抑制作用,有时某 种载荷对其他载荷又会有激励作用。
载荷综合
内力综合
二、静力载荷综合设计
稳态载荷 热载荷 瞬态载荷 电载荷 磁载荷 物理载荷
2.2 过载系数
一、过载系数的三种定义
过载系数(Overload Coefficient),简称过载。
——为什么引入过载?
定义一:
飞行器所承受的全部表面力的合力与飞行器的瞬时质量在地面上的 称重之比。
F F n
i
i
mg0
G0
要点: 1. 过载是矢量,根据坐标轴的方向决、定正负。 2. 若将飞行器简化为质点,上式给出质心处过载。
三、 “破坏载荷法”——设计方法 设计载荷法或破坏(极限)载荷法——核心思想:飞行器的强 度按设计载荷计算,在设计载荷作用下结构不能破坏。 目的:保证结构在任何情况下可靠承载,具有足够的强度。
Pu Pdes [ ]b d ,max
对比——许用应力法: 在使用载荷下飞行器及其部件不允许产生妨碍正 常工作的永久变形,即

飞机结构设计 第2章 飞机的外载荷

飞机结构设计 第2章  飞机的外载荷

2.2.5 非质心处质量的过载
n y = n y 0 ± Δn y = n y 0 ± Δa y / g = n y 0 ± ε z x g nx = nx 0 ± Δnx = nx 0 ± Δax / g = nx 0 ± ϖ x g
2 z
图2.7与飞机质心不重合的各点上的过载
图2.7与飞机质心不重合的各点上的过载
垂直俯冲
T − X − (G − N x ) N x − G = = nx = G G G
特例:自由坠落情况
2.2.3 水平面内的曲线飞行(正常布局)
如知道γ
∑Fn=0
G V 2 ⋅ Y sin γ = N = g R
∑Fv=0
Y cos γ = G
Y 1 ny = = G cos γ
1 如果用过载仪测出ny,也就知道γ,cos γ = ny
⎡ V 2 ⎤2 n y = ⎢1 + ⎥ ⎣ gR ⎦
1
2.2.4 最大过载ny max
n y max
Ymax ρ HV = = c y max 2 G
2 max
1 G/S
1 = f (c y max , H , Vmax , ) p
式中:p=G/S
Cymax 1.2
0.4
M
H
Vmax
V
最大过载nmax的选取与飞机性能、设备 性能和人的生理机能等均有关 nmax愈大,机动性愈好;但nmax增大使 结构受力增大,结构重量也增加,反过来又 影响整个飞机的性能 nmax↑,各种设备的惯性力↑,而很多 设备对惯性力的承受也有限度,∴nmax↑对 设备的要求也相应提高 人对nmax的承受能力也有限
第2章
飞机的外载荷
南京航空航天大学 飞机设计技术研究所

飞机结构讲解介绍课件

飞机结构讲解介绍课件
详细描述
起落架内部通常装减震器,吸收着陆 时冲击力,保护机体受损坏。此外, 起落架还装刹车系统,通过刹车片与 轮毂之间摩擦力实现飞机减速。
起落架结构材料技术
总结词
起落架结构材料主包括钢、铝合金复合材料等,制造技术包括焊接、机械加工热处理等。
详细描述
传统起落架结构材料主包括钢铝合金,些材料具较高强度耐腐蚀性。随着复合材料技术发展,一些先进起落架也 开始采复合装材制造,减轻重量提高结构效率。制造起落架涉及技术包括焊接、机械加工热处理等,些技术能够 确保起落架结构强度稳定性。
按发动机类型类
可活塞式发动机飞机、喷气式 发动机飞机螺旋桨式发动机飞
机等。
飞机结构重性
安全可靠性
飞机结构必须能够承受飞行过 程中各种载荷应力,保证飞行
安全可靠性。
经济性
飞机结构设计制造需考虑成本 经济效益,降低飞机制造成本 使成本。
舒适性
飞机结构设计还需考虑乘客舒 适性,如机身振动噪音等。
环保性
现代飞机结构设计还需考虑环 保求,如减排降噪等。
总结词
尾翼内部结构包括骨架、蒙皮操纵机构等部 些部协同工作实现尾翼功能。
详细描述
尾翼骨架通常由金属材料制成,如铝合金或 复合材料,支撑蒙皮并提供必刚度。蒙皮则 覆盖骨架提供尾翼外观气动性能。操纵机构 则连接飞行控制舵面与机身舵机,通过舵机 转动改变尾翼角度,进而控制飞机方向姿态

尾翼结构材料技术
总结词
详细描述
机翼内部主梁主承力结构,承受飞行中各种应力。主梁附桁条,加强机翼结构强 度。蒙皮则紧密附着桁条形成机翼外表面。些内部结构共同支撑机翼形状,确保 其能够承受飞行中各种应力。
机翼材料技术
总结词
现代飞机机翼通常采复合材料或铝合金制造,提高强度、减轻重量并满足各种飞行条件性能求。

飞行器结构设计 第二章PPT课件

飞行器结构设计 第二章PPT课件

主要疲劳载荷,机动飞行的种类,飞行次数等;
3.增压载荷:气密压舱一个飞行起落中,压力的变化,增压载 荷的变化规律,作用次数等统计;
4.着陆撞击载荷:一个起落一次撞击,撞击载荷的强度;
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2.3 复杂载荷情况
⑤ 地面滑行载荷:指地面滑行飞机颠簸所受到的载荷,与飞 机跑道的质量、飞机的重量等有关;
④ 规范中的过载系数可供选择 (飞行包线上给定)。
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2.3 复杂载荷情况
飞机是一种反复使用的运载工具或作战武器。 服役期内会遇到各种载荷。
设计中,不仅应掌握典型设计状态中的极限 载荷及其对结构作用的分析方法,(以作为飞机 结构极限能力的设计依据);还应把握这些载荷 的变化规律,作用次数等统计规律,因为这些虽 未达到极限状态,但长期作用仍对结构有破坏作 用,这就是通常所说的疲劳载荷。
⑥ 发动机动力装置的热反复载荷;
⑦ 地-空-地循环载荷:飞行地面滑行时的1g载荷变化到空中 飞行的1g载荷,这种均值载荷的变化也是疲劳载荷;
⑧ 其他:机翼尾流p 对尾翼的周期性作用
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t
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2.3 复杂载荷情况
作 用:
① 设备工作的影响; ② 人员的不适; ③ 结构疲劳导致缺陷生长成裂纹并不断发展,最终导致断裂 ④ 疲劳载荷是飞机设计中最重要的考虑因素,是定寿的基本依据。 二、其他特殊情况载荷 1、非正常状态载荷: 单发停车、尾旋、单轮着地、打地转、机头碰地、飞
Hale Waihona Puke 空气动力噪音:附面层压力波动、尾流、激波振荡
武器发射噪音:机炮、导弹、火箭发射
5、瞬时的响应载荷
起飞助推、外挂物投放、弹射等对飞机结构作用
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
1-弹簧,2-重块,3-指针,4-阻尼器
过载表
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
二、其他飞行姿态的载荷系数计算:
1. 进入俯冲情况:
Y
G
cos
ma y
G g
v2 r
ny
cos
v2 gr
视v与r的不同情况,ny可能为正, 也可能为负,还有可能为零
一、等速直线平飞时的受载情况:
升力Y
阻力X
发动机推力T
等速直线平飞
飞机的重力G
Y G TX
Y G 1
(牛顿第一定律)
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2.1 飞机结构的主要载荷
飞机的外载图像演示
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2.1 飞机结构的主要载荷
二、俯冲后拉起时的受载情况:
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俯冲拉起
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2.1 飞机结构的主要载荷
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
④ 飞机中的某集中质量GI=mig,作用在结构上的质量力 为: Pi nGi 或分量 Piy nyGi
⑤ 当飞机沿x方向有变速运动时,x向惯性力:
Nx
ma
G g
dv dt
若俯冲拉起中的曲线运动中,切向是加速运动,则:
nx
(T
X)/G
Nx
G sin
G
1 g
dv sin
dt
⑥ nz= 0(飞机展向变速平移难);az一般较小,在大机 动飞行中可能出现。
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
3. 实用意义:
① 作为飞机结构设计时重要原始载荷系数; ② n 的大小实际反映了飞机的机动性能; ③ 结合n 和已知的气动力分布,可获得实际作用
于结构上载荷的大小,从而进行设计与校验。 ④ 可通过在飞机重心处安装加速度计来的所有外力 的合力与当时飞机重量的比值,称为该方向上的 载荷系数。
Note: ① 对重力视可不见; ② 千万不能计及惯性力;
③ 机体坐标系为正向; ④ 载荷系数是一矢量,分量用 nx , ny , nz
表示
e.g. 平直匀速飞行:ny 1 ,平直匀速倒飞:ny 1 (-Y/G Y与机体坐标系相反)
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等速水平盘旋
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
Y1 G
1. 思维要点:
主要载荷形式; 主要载荷分类; 作用于结构如何分析。
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第二章、飞机结构的外载和设计规范
★飞机外载荷:
是指飞机在起飞、飞行、着陆和地面滑行等使用 过程中,作用在机体各部分上的气动力、重力和地面 反力等外力总称。
飞行时外载荷
飞机外载荷分类:
起飞、着陆时的外载荷
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0o
(2) nymax 与曲线航迹半径成反比,与切线运动速度的平 方成正比,这表明:
若 nymax 一定,v 一定,则运动半径就规定了;太
小,则结构承载发生问题;
若 nymax 一定,r 一定,则速度受限制。
(3)由此看来,对结构设计是一个重要的无量纲载荷系 数。
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
飞机在空中飞行时的受载情况:
T X max Yw Yt G ma y Ywc Yt (d c) I zaz
式中:Yw 机翼升力; Yt 尾翼升力;ax , ay x, y 方向的加速度; I z 飞机绕z轴的质量惯性矩;az 飞机绕z轴的角加速度
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2.1 飞机结构的主要载荷
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第二章、飞机结构的外载和设计规范
飞行时外载荷 起飞、着陆时的外载荷
飞机外载荷取决于:外形的气动力特性
起落架的减振特性 使用情况
飞机的外载荷 强度规范
结构设计、强度 计算的重要依据
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2.1 飞机结构的主要载荷
飞机的升力要求作用在重力的后面,目的是为了保证 飞机的稳定性。
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2.1 飞机结构的主要载荷
空中飞行情况
空中飞行情况
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升力Y 阻力X 发动机推力T 飞机的重力G
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2.1 飞机结构的主要载荷
地面运动情况
地面运动情况
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2.1 飞机结构的主要载荷
载荷的参照坐标系:机体坐标系
飞机上的坐标系
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2.1 飞机结构的主要载荷
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2.1 飞机结构的主要载荷
Y G cos ma y
Y cos v2
G
gr
Y G cos N y
等速平飞 Y 1
G
俯冲后拉起升力等于G乘上一个系数,
该系数称为载荷系数。
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2.1 飞机结构的主要载荷
分析该曲线运动中,N y 的特性
(1) ny m ax
1
v2 gr
一、俯冲拉起:
对称面内作曲线机动飞行情况(纵向飞行)飞机的 升力使飞机保持向心曲线运动。
动平衡关系:(机体坐标系y向)
Y 1 表现了运动的变速特征(曲线运动)
G
设飞机的速度为 v ,航迹曲率半径为 r
则法向速度为
ay
v2 r
mv 2 N y ma y r
G mg
Ny
Gv 2 gr
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第二章、飞机结构的外载和设计规范
本章内容 2.1 飞机结构的主要载荷 2.2 典型飞行姿态和载荷系数 2.3 复杂载荷情况 2.4 飞机的设计规范
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第二章、飞机结构的外载和设计规范
飞机作为运载工具要求反复使用,可能经历各样 的复杂载荷历程。最主要、最基本的有哪些? 对结构 的影响作用是什么?这是设计师们关心的基本问题; 其次是不同载荷形态与主要载荷的差异以及这些载荷 的变化规律(包括大气气象规律的统计)。
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
2. 垂直俯冲情况: 此时:Y 0, ny 0
x方向的载荷系数:
nx
T
X G
Nx G G
发动机的推力T=0时,自由落体运动, 机内各装载物均没有垂直(x方向)的 力作用于结构上
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
3. 等速水平盘旋情况: 这也是飞机机动性能的主要指标之一
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2.2 典型飞行姿态和载荷系数
2. 物理意义:
① 表示了作用于飞机重心处的外力与飞机重力 的比值关系;
② 表示了飞机质量力(重力与惯性力均与质量有 关,故统称为质量力)与重力的比率。(应注 意质量力与外力方向相反)
③ 飞机的质量力应当是飞机的各部分质量力之和:
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