07《现代飞机结构综合设计》参考文献
《飞机结构》课程思政改革案例设计
《飞机结构》课程思政改革案例设计发布时间:2021-07-13T14:27:01.133Z 来源:《中国教师》2021年第18卷3月7期作者:李伟[导读] 课程思政是以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论李伟上海工程技术大学,航空运输学院,上海,松江,201620摘要:课程思政是以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理念。
《飞机结构》是航空专业的核心课程,本文通过教学改革案例设计的形式,重点阐述如何将课程思政元素融入专业课程。
《飞机结构》课程是上海工程技术大学飞行器制造工程专业的一门核心专业课;该专业紧密对接国产大飞机对航空制造人才的迫切需求,培养能在飞行器制造、民航机务等领域内从事设计、制造、维修、维护工作的高级工程技术人才。
我国航空工业自建国艰难起步,依靠自强不息、自力更生,近年来已逐渐赶超世界先进水平;伟大成就的取得,离不开一代又一代航空人的无私奉献;其中,“工匠精神”和“航空报国”精神是我国航空工业多年积累下来的宝贵精神财富,需要我们继承与发扬。
在人才培养过程中,除了传播知识,更要立德树人。
本课程以习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神为指导,深入贯彻教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》要求;将培养学生树立“航空报国”志向作为《飞机结构》课程思政建设的总目标;通过优化课程内容,将“政治认同、国家意识、文化自信、工匠精神、航空报国”等核心内容融入课堂教学;帮助青年学生深刻理解“工匠精神”、“航空报国精神”等我国航空工业长期积累的宝贵精神财富,树立为我国航空事业努力奋斗的远大志向,为社会主义航空事业培养建设者和接班人。
根据教学设计,本课程在讲授“第二章飞机机翼”时,将导入《C919的超临界机翼设计》课程思政案例,引导学生思考机翼结构设计的内因和外在要求,帮助学生树立辩证思维,系统思维,创新思维;培养学生应用所学知识投身国家建设的社会责任感。
现代飞机结构与总体设计
布鲁恩&米勒
1.4 总体设计的特点
K. D. 伍德
1.5 现代设计技术简介
飞机设计过程的演化—来自Boeing的观点*
起步阶段(~ 1950)
需求 或机会 工程设计
要求 制图
制造
原型机 (产品)
试验
是
用户
订货? 否 湮没
成熟阶段(~ 1955 - 1985):最具革命性的变化—数字计算机的出现
设计阶段 概念设计
初步设计 详细设计
人员比例 1%
9% 90%
总体设计的重要性
(决定的费用) (消耗的费用)
总体设计的特点
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 总体设计没有“标准答案”
美国JSF竞争
总体设计的特点
飞机的结构
发动机的分类
五 涡轮轴发动机 涡轮轴发动机是一种将燃气通过动力涡轮输出轴 功率的燃气涡轮航空发动机。 它从涡喷发动机派生而来,涡轮轴发动机是直升 机的动力装置。
飞机的结构
发动机的分类
其他类型的发动机 火箭发动机 冲压发动机 原子能航空发动机等。
涡 轮 喷 气 发 动 机
涡轮螺桨发动机
什么是飞机总体设计
各阶段的任务—详细设计
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
• 如理论图,运动图,总装配图,构件装配面,零件图,各 系统总装配图,零构件图
详细的重量计算和强度计算报告 大量的实验
• 系统的台架试验 • 部分主要承力件的静动强度试验 • .....
准备原型机的生产
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 反作用提供推力的燃气涡轮航空发动机。
毕业设计任务书范例
毕业设计任务书范例第一篇:毕业设计任务书范例毕业设计(论文)任务书学生姓名_____胡涵___ 指导教师_郑永康_ 职称_讲师___ 二级学院__艺术设计学院专业摄影摄像技术年级__13级_ 班级 1 课题名称____毕业设计《两百块钱》__任务与要求:一、设计(论文)要求:从MV、广告、摄影、摄像微电影、其他短片制作(动画)中任选一表现题材,故事完整包含片头片尾,主题表现明确,画面叙事流畅(剪辑),影片格式要求:1080i。
二、设计(论文)条件:硬件设备:单反1台(尼康D750)、三角架1只、电脑1台、纸和笔等软件设备:EDIUS、AE 演员:5个场记人员:2个三、设计(论文)资料:1.百度推理吧黑侦探杨光三分钟破案系列故事之一《两百块钱》2.参考电视剧《世界奇妙物语》3.动画《名侦探柯南》四、设计(论文)教学要求:(可以同一专业相同)每星期与老师至少交流三次,或者每一进度阶段交流,根据具体情况安排。
五、设计(论文)进度安排:(可以同一专业相同)14周:剧本15周:开题报告16周:剧本分镜、试拍17周:拍摄18周:拍摄、后期剪辑、补拍 19周:剪辑后期合成、片头片尾六、学生分组名单导演:胡涵编剧:胡涵摄影:胡涵周栩江演员:胡涵周栩江等后期;胡涵注:本任务书一式2份,学生、二级学院各一份第二篇:毕业设计任务书武汉大学本科毕业设计任务书毕业设计题目:兴山外小校园标识、室内展示及校园文化广场设计学院:城市设计学院学号姓名一、毕业设计题目的来源该设计受兴山县外国语小学负责人委托,进行该校的相关设计。
二、毕业设计应完成的主要内容本次毕业设计结合该项目真题真做,具体设计任务及要求如下:湖北省兴山县外国语小学拟对其校园标识、教学楼内展示以及景观规划作统一的设计,根据委托人意见,重点是对该小学教学楼走廊及楼道的展示设计以及校园景观的设计与规划。
该小学具体布局见图1。
其设计内容具体如下:1、校园标识设计该部分设计重点是校园的标识设计以及在景观和展示设计中的应用。
现代飞行器的结构设计与分析
现代飞行器的结构设计与分析在人类追求飞行梦想的道路上,现代飞行器的出现无疑是一个巨大的突破。
从早期的简单航空器到如今高度复杂和先进的飞行器,其结构设计经历了漫长的演变和不断的创新。
飞行器的结构设计不仅关乎其飞行性能和安全性,还直接影响着其运营成本和使用寿命。
因此,深入了解现代飞行器的结构设计与分析具有重要的意义。
现代飞行器的结构主要包括机身、机翼、尾翼、起落架等部分。
机身是飞行器的主体结构,它承载着乘客、货物以及各种设备。
为了保证机身的强度和刚度,通常采用铝合金、钛合金等高强度材料,并采用先进的制造工艺,如整体加工和复合材料成型。
机翼是飞行器产生升力的关键部件,其形状和结构直接影响着飞行器的飞行性能。
现代机翼通常采用流线型设计,以减少空气阻力。
同时,机翼内部还会布置加强肋和桁条等结构,以增强其承载能力。
尾翼则主要用于控制飞行器的姿态和稳定性,包括垂直尾翼和水平尾翼。
起落架是飞行器在地面停放和起降时使用的部件,它需要承受巨大的冲击力,因此其结构设计必须十分坚固可靠。
在现代飞行器的结构设计中,力学原理起着至关重要的作用。
首先是静力学原理,用于分析飞行器在静止状态下各部件所承受的载荷,包括重力、惯性力等。
通过静力学分析,可以确定结构的尺寸和材料,以保证其能够承受这些载荷而不发生破坏。
其次是动力学原理,用于研究飞行器在运动过程中的振动、冲击等问题。
例如,在飞机起降过程中,起落架会受到强烈的冲击载荷,通过动力学分析可以优化起落架的减震结构,减少冲击对机身的影响。
此外,空气动力学原理也是飞行器结构设计中不可或缺的一部分。
飞行器在飞行过程中会受到空气的阻力和升力,通过合理的外形设计和结构布局,可以减小阻力、增大升力,提高飞行效率。
除了力学原理,现代飞行器的结构设计还需要考虑多种因素。
例如,为了提高飞行器的经济性,需要减轻结构重量。
这就要求在设计过程中采用轻量化的材料和结构形式,同时又要保证结构的强度和刚度。
另外,飞行器的结构还需要具备良好的可维护性和可靠性。
飞机结构—第一章 绪论
《飞机结构》
第一章 绪论:飞机结构设计概述 ——§2 飞机的研制
二、飞机设计过程
2. 结构设计 1)结构 本课程中,结构指:能承受和传递载荷的系统,即受力结构。 一架飞机的整个结构,包含:机翼、尾翼、机身、发动机短舱、 起落架、操纵系统(机械操纵系统部分)及其他受力结构等部件或 组件结构。 • 部件结构:机翼、机身。 • 组件结构:组成部件的大段结构。 • 构件:很少零件装配而成。 • 元件:零件或构件作为具有一定功用的基本单元。
飞机结构
刘晖
明故宫校区科学馆 302室 Tel:84890755 Email:Liuhui@
飞机结构
飞机的基本组成
1. 飞机结构:
• 机体: -机身(装载、连接) -机翼(产生升力) -尾翼(使飞机具有操纵性与稳定性) • 起落架(起飞、着陆、滑跑) • 发动机(产生推力)
2. 操纵系统 (保证操纵性与稳定性) 3. 机载设备等 (保证飞机可靠控制 与飞行安全)
《飞机结构》
第一章 绪论:飞机结构设计概述 ——§2 飞机的研制
二、飞机设计过程
2. 结构设计 2)结构设计的含义 根据结构设计的原始条件和基本要求,提出方案及进行具 体的部件和零构件设计,进行强度计算和必要的试验,最后绘 出结构图纸,完成相应的技术文件,以使生产单位能根据这些 图纸和技术文件进行生产。
-军用飞机和民用飞机
2. 民用飞机
1) 航线飞机/民用运输机 (用于商业飞行的客机和货机) ①按功能分: 客机 、 货机、客货两用机。 ②按巡航速度: 低(M<0.4) 亚(M=0.4~0.6) 高亚(M=0.6~1) 超(M>1) ③按动力装臵: 活塞、涡桨、涡扇、涡喷 ④按航程: 短(<2500km)、中(2500~4500km)、远(4500~8000km)、 洲际(>8000km)
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
现代飞机结构综合设计 ——机翼、尾翼设计共25页文档
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
16、业余生活要有意义,不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人,而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着,就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书,莫被书掌握;要为生而读,莫为读而生。——布尔沃
现代飞机结构设计基础
[ ] d
[ ] 极限应力 d 设计载荷下应力
第四章 现代飞机结构设计基础
4.1 静强度、稳定性设计
二、稳定性设计 1.桁条、缘条类型材失稳
总体失稳——欧拉杆
Pcr
C 2EI
l2
第四章 现代Leabharlann 机结构设计基础4.1 静强度、稳定性设计 二、稳定性设计
1.桁条、缘条类型材失稳
薄壁型材局部失稳
3.机翼—机身对接形式的影响
梁式机翼 单块式机翼 战斗机
4.机翼内部布置及大开口的影响
二、机翼结构型式的选择
5.变后掠机翼的布局特点 变后掠翼从结构强度和损伤容限观点看有其不足
之处,特别是单传力途径的机翼转动枢轴,必须采 取一系列措施保证飞机安全性
5.3 机翼主要受力构件布置
构件布置的原则
(1)确保气动载荷荷引起的弯、剪、扭能顺利传到机身.为此 要特别注意结构不连续处的构件布置,如开口处、结构型式变 化处,梁和长桁的轴线转折处等.
电子计算机的出现极大地提高了计算能力,成功地发展了适用于复杂 结构的应力分析有限元素法和结构优化设计方法,使飞机结构设计从定性 和初定量设计向比较精确的定量设计和优化设计跨进了一大步。并且出现 了设计与总体、气动、工艺等设计紧密配合、互相协调的计算机辅助一体 化设计方法。
二、飞机结构设计的原始依据和设计内容
一、二、三、四、五:机翼各部件及连接的设计 六、结构受集中载荷处的局部设计
(1)集中力作用于板杆结构上时,必须有适当的杆来扩散、传递 此力。
(2)集中力矩作用于板杆结构上,例如集中力与支撑构件有力臂 而引起力矩时,可把此力矩用接头等构件转换成一组大小相等、 方向相反的力,再用适当的构件传走。
按等百比线布置:此时桁条本身无 扭曲,制造方便 (等强度设计)
现代飞机结构综合设计 ——机翼、尾翼设计
适应于超音速飞行的薄机翼飞机。 战斗机、攻击机。
二、机翼结构型式的选择 2.不同结构型式损伤容限特性比较 传力路线不宜过于集中.长桁—蒙皮加筋板单块式结构和厚蒙皮多墙式结构 都可看成是分散传力结构布局。此时若壁板上长桁强一些,对提高壁板的止裂 能力,并从而捉高壁板的剩余强度,延长裂纹扩展寿命均更为有利.
数量 自由度
6 机翼前、后缘可动部分和尾翼、操纵面结构设计
二、尾翼和副翼结构设计
4.操纵面前缘缺口的补强
6 机翼前、后缘可动部分和尾翼、操纵面结构设计
二、尾翼和副翼结构设计
操纵面的气动补偿和气动平衡
铰链力矩
6.尾翼的防颤振设计
6 机翼前、后缘可动部分和尾翼、操纵面结构设计
二、尾翼和副翼结构设计
4 机翼结构元件设计
六、结构受集中载荷处的局部设计
(4)受轴力杆当轴线不连续时要附加其他杆,必要时要局部加强 参与区内的受剪板。
4 机翼结构元件设计
六、结构受集中载荷处的局部设计
(5)一般说应不让板受垂直于板平面内的力,以防止出现平板受 弯的不合理设计
飞艇吊舱的集中载荷由悬挂屏转换为分 部载荷
一、机翼翼盒受力构件布置
1.壁板结构
壁板有长桁—蒙皮铆接组合式和整体壁板两种(在整体油箱 区大多采用机械加工的整体蒙皮或整体壁板)
按等百比线布置:此时桁条本身无 扭曲,制造方便 (等强度设计) 平行于前梁或后梁布置会使长桁扭 机翼截面的扭转 曲,影响装配
3 机翼主要受力构件布置
一、机翼翼盒受力构件布置
协调;元件的构型、尺寸、布局;结构布局主要以强度和损伤容 限准则为基础,之后进行耐久性打样设计;理论图
飞机结构综合设计(课件)下
第五、第六两章将阐述现代飞机金属机体结 构设计的基本知识、结构综合设计的基本原 理和设计考虑。它们同时适用于机翼、尾翼、 各种活动面和机身、起落架等各类结构。其 中有些原则也适用于飞机上使用已越来越多 的复合材料结构,但鉴于复合材料与金属材 料在力学性能、疲劳损伤性能、工艺成形等 方面具有完全不同的特点,因此复合材料结 构有显著不同的设计内容、设计特点和设计 方法,对此将在第七章中作详细介绍。
5.2 机翼结构型式选择
一、机翼内部布置 机翼的内部布置是机翼结构布局时必 须考虑的因素之一,同时为了使读者对机 翼全貌有一了解,现结合实例对此作简单 介绍。 现代军用飞机和旅客机机翼的重要特 点是机翼前缘、后缘基本上都为活动面; 固定的受力盒段结构内基本上均作放置燃 油的油箱舱和收藏主起落架之用。
1.打样设计
主要工作内容如下: 根据使用要求和协调关系进行机翼、机身中各项装载的内 部安排; 选择部件的结构型式,布置主要受力构件; 选择分离面,确定对接方式和接点位置; 初步确定主要结构元件的剖面尺寸和蒙皮分块; 确定维护检查口盖的位置、大小。 上述的结构布局工作主要以强度和损伤容限准则为基础,之后 进行耐久性打样设计。打样设计阶段损伤容限、耐久性设计主 要从材料、应力水平控制、结构布局(结构型式选择和主要受 力构件布置)和细节设计四个因素考虑。然后确定关键件和重 要细节部位,对它们,特别是重要承力构件的连接区作初步分 析,必要时还须配以一定的试验研究。除上述各结构设计准则 外,设计中还必须综合考虑结构的工艺性以及满足内部装载和 管道、电缆、附件等系统的位置协调和使用维护要求最后绘出 打样图;并根据梁、长桁、肋(或框)的布置结果,绘出机翼(或 机身)的结构理论图。
现代飞机结构综合设计教学设计
现代飞机结构综合设计教学设计摘要在现代飞机设计中,结构综合设计是一个非常重要的环节。
针对现代飞机结构综合设计这一课程,本文提出了一种教学设计方案,旨在帮助学生更好地理解和应用结构综合设计的知识。
1. 引言在现代航空工业中,飞机的结构设计对于飞机的性能、安全性、经济性等方面起着至关重要的作用。
因此,现代飞机结构综合设计课程成为了航空工程类专业中不可缺少的一门课程。
对于这门课程,不仅仅是理论学习,更需要教学过程中的实践。
这里,本文提出一种结构综合设计教学设计方案,以期能更好地指导学生在实践中掌握结构综合设计的思想。
2. 教学设计方案2.1 选题在教学过程中,首先需要给学生提供实际的飞机结构设计选题。
为此,我们可以在前置课程中,对同学们进行科普教育。
例如,介绍历史上的经典飞机结构,如波音747等。
并且鼓励学生们自行去了解最新、最热的飞机设计技术。
2.2 队组建学生们可以自行组队,每个小组人数不超过3人。
我们鼓励学生按照个人兴趣特长组成队伍。
例如:结构设计、材料设计、制造工艺等方面。
2.3 研究分工分配好队员之后,我们可以根据小组成员的特长进行任务分配。
例如:•结构设计成员:负责选择材料,进行结构设计和计算;•材料设计成员:负责材料仿真和参数的确定;•制造工艺成员:负责制造工艺规划和实现。
给学生们充分的自由度和独立性,让学生们能够充分发挥各自的特长,不断推进课程的进展。
2.4 设计过程根据学生们的研究分工,可以先进行文献调研,为后续设计过程提供信息支持。
根据材料、工艺和结构等方面的要求,设计出适合选题的结构方案和材料方案。
在设计过程中,我们鼓励学生们运用现代的计算机辅助设计软件,例如ANSYS、CATIA等软件,通过材料仿真、力学分析等等方式来完成结构方案的设计。
并让学生们尝试不同方面的设计思路和方案,以期能得出最优解,解决实际中的工程问题。
2.5 结果展示在结构设计完成后,学生需要进行成果展示。
每个小组将为我们呈现一个完整的综合设计方案,包括:•结构设计方案;•材料设计方案;•工艺规划方案;•实现方式和成果展示。
飞机结构综合设计(课件)
3.结构的使用条件
结构的 使用条件
环境条件
起飞着陆 场所条件
维修条件 和使用条件
(1) 环境条件 是指飞机在飞行或停机时的气 象条件或周围介质条件。 气象条件是指大气温度和湿度 变化范围,飞机若能在夜间或恶劣 气象(雷雨、冰雹等)条件下飞行, 则为全天候飞机。 周围介质条件是指结构所处环 境周围介质状态,如海水腐蚀等。
机翼、机身这样的大结构。通常称为部件结构 机翼、机身又可沿翼展方向或机身纵向分成几 个大段,这样的一大段结构常称为组件结构。 组件结构还可以分为小组件、构件等结构。 零件为不需做装配的基本单位。 构件由很少几个零件装配而成。 当零件与构件(常统称为零构件)飞机结构中作 为有一定功用的基本单元时常称为元件,如翼肋、 梁、框等,它可以是一个构件。也可以是零件。 图1.2为L-1011旅客机的结构分解图
结构设计:
在总体设计基础上,进行飞机 各部件结构的初步设计(或称结构打 样设计);对全机结构进行强度计算; 完成零构件的详细设计和细节设计, 完成结构的全部零构件图纸和部件、 组件安装图。
3.飞机制造过程
飞机制造工厂根据飞机设计单 位提供的设计图纸和技术资料进行 试制。完成后装上全部设备系统和 发动机。由飞机工厂首批(一般称 “O”批,生产2~4架)试制出来的 新飞机即可投入全机强度、疲劳和 损伤容限的验证试验和试飞。
美国的F-22是其第一个代表机种。 采用了连续曲率造型,结构上使用了很多 新材料,飞机的性能全面提高。
现代军用运输机和一些大型远程旅 客机的航程和载重量越来越大,有的航 程可达10 000km以上。军用运输机如C5A载重量将近100t,可运载350名士兵 或一辆坦克加上两架小型直升机;俄罗 斯的安-225载重量则高达225 t。大型旅 客机载客可达500名;且有的客机Ma数 可达到2以上(如“协和”号)。目前有些 国家还在研制可载客600~800名的超大 型旅客机。图1.2为旅客机L—1O11的 示意图。
现代飞机结构综合设计
现代飞机结构综合设计现代飞机结构设计,听起来像是个高大上的话题,对吧?别看名字那么复杂,它一点也不神秘,反而就像是我们生活中大大小小的“拼图”一样,巧妙地把各种部件拼凑在一起,构建出飞天的奇迹。
如果你曾经坐过飞机,抬头看过机身,肯定想过,这些庞然大物是怎么做到在天上飞得又快又稳的。
飞机的结构设计真的是一门“细致活”,得用心、得耐心、得智慧。
别看飞机在空中飞得风轻云淡,地面上它的每一个零件都得经过精心的设计和反复的推敲。
每个小小的螺丝钉,都是承载着安全与效率的责任,不容忽视。
飞机的结构不是一成不变的,它要根据不同的用途来量体裁衣。
想想看,军用飞机和民用飞机的差别就大了,前者追求的是速度和机动性,后者讲究的是稳定性和舒适性。
说到结构设计,你可能会想,飞机的外形是不是就是个大铁壳,把发动机塞进去就行了?其实大错特错!飞机的每一寸设计都涉及空气动力学、材料学、结构力学等多个学科,像是给一个无形的“怪兽”穿上一件合身的衣服,让它不仅能飞,还能飞得稳、飞得远,甚至在风雨中也能安稳着陆。
简单的说,飞机就像是一个巨大的立体拼图,拼好后,任何一个小零件都少不了,否则你就可能看到飞机不稳定、无法顺利飞行。
那飞机的“骨架”是怎样的呢?它的结构就像是人体的骨骼,有支撑、保护、连接、传力的作用。
飞机的机身一般是用铝合金、钛合金这些高强度、低重量的材料来做的。
你想想,材料得够轻才能飞得高,得够强才能保证乘客的安全。
而机翼、尾翼等部分,则是飞机的“翅膀”和“尾巴”,不仅要保证它的飞行性能,还得保证在大气流动中不受影响,做到稳定。
至于机舱内部,简直是个“魔法空间”,不仅要设计成足够坚固,还要让乘客有舒适的体验,坐得不挤、不闷。
对,没错!飞机设计的目标不仅仅是为了飞,还要让你在高空中,享受一段平稳的旅程。
你以为设计飞机就只是考虑材料和外形吗?错!飞机的结构设计,还要考虑到如何在不同情况下“抗压”。
比如,在起飞、降落时,飞机会经历巨大的重力变化,结构的抗压性能就显得尤为重要。
飞机结构设计 第7章 机身结构设计(修改)
7.2 机身主要受力构件布置
受力构件布置的依据: 开口(位置、形状、大小和开口特性): 由内部布置和机身与其它部件的连接协调 关系确定。 集中载荷:由装载布置与机身-机翼、机 身-尾翼、机身-起落架确定。
机身受力构件布置主要是指横向构件(加强框、 普通框)、纵向构件(长桁、桁梁、纵向加强 壁板、加强长桁)以及蒙皮的布置。
该腹板 不受力
该腹板 受剪
7.4 开口区结构设计
¾ 机体结构开口是为了满足使用功能需求与 维修性需求;
¾ 必须进行开口补强设计。
7.4.1 开口的种类
按照开口尺寸的大小分类: 大开口:完全破坏了总体载荷的传力路线,涉及区域很大,如 弹舱,货舱大门等; 中开口:破坏了载荷的局部传力路线,通常只切断少量长桁, 在总体上对传力路线影响不大,如客机窗户等; 小开口:一般只破坏基体结构的受剪蒙皮(需补强),如腹板 上的检查孔,蒙皮上的小观察孔。
4) 长桁与刚框相交时,一般不允许将框缘条断开让长桁通过。因为 长桁的轴力远比框缘条的内力小,一般将长桁断开。(对于加强 框而言)
5) 框内剪力主要由腹板承受,当腹板较薄时,在剪切内力作用下会 受剪失稳。另一方面,刚框的曲率较大,弯曲时内、外缘条对框 腹板产生分布压力,所以必须设置一些支柱,以提高其受剪、受 压临界应力。
¾ 当有集中力作用到框上时,应使其尽可能接近切向; ¾ 正是由于弯矩值沿周边是变化的,因此框缘设计时若与弯
矩分布规律相符将有利于减轻框的重量。
注意: 上述曲线不能作为强度计算的依据; 工程梁假设不适宜机身的强度校核; 实际上刚框的内力分布与刚框截面形状、框缘形状与尺寸、
蒙皮对框的支持情况等因素有关; 实际刚框真实的内力分布必须通过有限元数值分析或者试
现代飞机结构综合设计课后题答案
第二章习题答案2.飞机由垂直俯冲状态退出,沿半径为r的圆弧进入水平飞行。
若开始退出俯冲的高度H 1=2000 m,开始转入水干飞行的高度H 2=1000 m,此时飞行速度v=720 km/h,(题图2.3),求(1)飞机在2点转入水平飞行时的过载系数n y ;(2)如果最大允许过载系数为n ymax =8,则为保证攻击的突然性,可采用何种量级的大速度或大机动飞行状态?(即若r不变,V max 可达多少? 如果V不变,r min 可为多大?解答(1)(2)3.某飞机的战术、技术要求中规定:该机应能在高度H=1000m处,以速度V=520Km/h和V’=625km/h(加力状态)作盘旋半径不小于R=690m和R’=680m(加力状态)的正规盘旋(题图2.4)。
求;(1) 该机的最大盘旋角和盘旋过载系数ny(2) 此时机身下方全机重心处挂有炸弹,重G=300kg,求此时作用在炸弹钩上的载荷大小及b方向(1kgf=9.8N)。
解答:(1)①②由①与②得(非加力)(加力)(2)6.飞机处于俯冲状态,当它降到H=2000m时(=0.103kg/m3。
)遇到上升气流的作用(题图。
已知飞机重量G=5000kg,机翼面积S=20 m2,。
此时的飞行速2.7),求此时飞机的ny度V=540 km/h,航迹半径r=8.00m,y轴与铅垂线夹角600,上升气流速度u=10 m/s ,突风缓和因子K=0.88。
解答:①② ===3 0.125KN③==G④=-3作曲线飞行,同时绕飞机重心以角加速度 3.92rad/s2转动,转动方向7.飞机以过载ny=1000kg,发动机重心到全机重心距离l=3m,发动机绕本如(题图2.8)所示。
若发动机重量GE身重心的质量惯性矩I=1200 N·m·s2,求Z0(1) 发动机重心处过载系数nyE(2) 若发动机悬挂在两个接头上,前(主)接头位于发动机重心处,后接头距发动机重心0.8m,求此时发动机作用于机身结构接头上的质量载荷(大小、方向)。
现代飞机结构与总体设计共74页文档
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。
飞行器总体设计-参考文献
参考文献
1 叶格尔C M等著. 飞机设计. 杨景佐等译. 北京:航空工业出版社,1986 2 杨景佐,曹名编. 飞机总体设计. 北京:航空工业出版社,1991 3 Raymer D P. Aircraft Design: A Conceptal Approach. AIAA Education Series, 1992 4 [美]雷曼尔 D P著. 现代飞机设计. 钟定逵等译. 北京:国防工业出版社,1992 5 方宝瑞主编. 飞机气动布局设计. 北京:航空工业出版社,1997 6 Roskam J. Airplane Design. Part I Preliminary Sizing of Airplane, Part II Preliminary Configuration Design and Integration of the Propulsion System. DAR Corporation, 1997 7 朱宝鎏等. 作战飞机效能评估. 北京:航空工业出版社,1993 8 张恒喜等. 现代飞机效费分析. 北京:航空工业出版社,2001 9 顾诵芬等. 飞机总体设计. 北京:北京航空航天大学出版社,2002 10 Stinton, D. The Design of the airplane. Second Edition, AIAA, Inc. 2001 11 Corke, T C. Design of aircraft. Prentice Hall, Pearson Education, Inc. 2003 12 Жеребин А М, Коротин О С. Елементы Внешнего Проектирования Ударных. Москва:МАИ Иэдателъство,1987 13 李学国. 飞机设计中的主动控制技术. 北京:航空工业出版社,1985 14 徐鑫福等. 现代飞机操纵系统. 北京:北京航空学院出版社,1987 15 郭锁凤等. 先进飞行控制系统. 北京:国防工业出版社,2003 16 Sobieski J. etal. Multidisciplinary Aerospace Design Optimization: Survey of Recent Developments. Structural Optimization. Vol.14, No.1. 1997 17 Kroo I etal. Collaborative Optimization: Status and Directions. AIAA20004721.
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3.ICMS系统的组成
ICMS系统由各种传感器(带金属薄
膜保护),8个子模块64通道信号采集处理
器,1个微型计算机主模块,地面智能分析
软件和硬件等构成。
可对飞机结构150个
以上的点位进行使用过程的监测(见图
2)。
4.ICMS与国外同类技术的比较目前,国际上一直沿用着通过“应力”、“应变”来监测飞机结构裂纹的思路。
大量试验证明,由于飞机结构疲劳裂纹受多种分散因素的综合影响,用“应力”、“应变”类的传感器只能粗略地预测飞机结构产生与飞行历程“线性相关”的疲劳裂纹发生的时域,无法准确监测到机群中每架飞机结构产生的裂纹,更无法监测到与飞行历程“非线性相关”的随机性、突发性裂纹(如应力腐蚀裂纹,腐蚀疲劳裂纹,高、低周偶合裂纹等)。
而且,由这类传感器组成的监测系统难以解决“虚警率”和图1智能涂层传感器剖面示意图
图2 ICMS机载系统构成
平做出历史的贡献。
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参考文献
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