飞机结构设计习题问题详解
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) 08.5)(8.9)
36001000720(11212
2=-??
+=+==H H gr v G Y n y
(2)
h
km r g n v y /2.94310008.9)18(.).1(max =??-=-=
m n g v r y 1.583)
18(8.9)
36001000720()1(2
2min -??
=-=
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=520 Km/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n y ;
(2) 此时机身下方全机重心处挂有炸弹,重G b =300kg ,求此时作用在炸弹钩上的载荷大小及方向(1kgf =9.8N)。
解答:
(1)
βcos 1
=
=
G Y n y
∑=01X r v m Y 2
sin =β①
∑=01
Y
G Y =βcos ②
由
①与②得
2
=
=gr
v tg β 04.72=β(非加力)
523
.4680
8.9)
36001000625(2
=??=βtg 5.77=β(加力) 6.4cos 1
==
βy n
(2) r v m
N X 2
1
=
6.飞机处于俯冲状态,当它降到H =2000m 时(H ρ=0.103kg /m 3
。)遇到上升气
流的作用(题图2.7),求此时飞机的n y 。已知飞机重量G=5000kg ,机翼面积S=20
m 2
,5.4=α
y C 。此时的飞行速度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:
① 0333.03600100054021
1060cos =??
=
=?v
u tg s
α
91.1=α
② q s KC Y y ??=αα
=221v s KC y ραα
??
=
2
)36001000540(1035.021203.5791.15.488.0??????
?
=3 0.125 KN
③
gr v G
ma G Y 2
60cos ==+
60cos 2G gr v G Y -==
60cos 2G gr v G -
=37
.21050)218008.9)
36001000540(
(32
=??-??G ④
77
.150125
.3037.2-=-
-=--
=G
G G
Y
Y n y
v
u 。
G
Y
7.飞机以过载n y =-3作曲线飞行,同时绕飞机重心以角加速度=Z α 3.92rad /s 2转动,转动方向如(题图2.8)所示。若发动机重量G E =1000kg ,发动机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I Z0=1200 N ·m ·s 2,求 (1) 发动机重心处过载系数n yE
(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)。
解答: (1) ①
3-==
G Y
n yE
② 2.18.93
92.3=?===
=
i i z i i i i i
iy yY G x m G a m G N n α
③
8
.12.13-=+-=+=yr ye yE n n n
(2)
M
N I M z G Z G Z i v i v ?-=-?==4704)92.3(1200α
N l
M N i
v G Z 58808.04704
==
=
重心处(前接头)
KN
KN G n N i yE 18108.11-=?-=?=前
接头作用于发动机的力为y 轴负向 发动机受到的外力向下
后接头 KN N 8.5+=后(y 轴正向)
KN N 88.52-=前
KN N N N 88.2388.51821-=--=+=前前前
以上为发动机接头受的力
发动机作用于机身结构接头上的质量载荷应反向,即
KN N 88.23=前向上
KN N 8.5=后向下
飞机结构设计第三章习题解答
一、 一双粱机翼,外翼传到2#肋剖面处的总体力分别力剪力Q =100 kN(作用在刚心上),
弯矩M=5×l03 Kn ·m 、扭矩M t = 30 kN ·m 。已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为EI 前=1010kN ·mm 2、
EI 后=2×1010kN ·mm 2;前、后闭室平均剖面抗扭刚度为K t 前=5×108 kN ·mm 2,K t 后=109 kN ·mm 2。 求:
(1)当L 前=L 后=1500 mm 时,Q 、M 、M t 在2#肋剖面如何分配(题图3.2(a))? (2)当L 前=3000 mm 、L 后=1500 mm 时,Q 、M 、M t 在此剖面又如何分配(题图 3.2(b))?(计算扭矩分配时,假设不考虑前、后闭室之间和1#肋对前闭室的影响)。
1.
L 前=L 后
(1) Q 的分配 K=2
2EJ L L 前=
L 后
∴ 只与2EJ 有关
Q 1=112K Q K K += 122EJ L [22L (121EJ EJ +)]Q = 112EJ Q EJ EJ += 1
12Q += 0.333Q
= 3330kg = 33.3KN
Q 2= 6670kg = 66.7KN
(2) M 的分配 K=KJ
L ∴ 关系式仍同上
1M = 0.333?5?105 = 1666.7 KN m
M 2= 0.667?5?105 = 3335 KN m
(3) M t 的分配
M t1= 5510t
M += 0.333?3?103 = 0.999?103 kg.m = 10 KN m M t2 = 0.667?3?103 = 2.001?103 kg.m = 20 KNm
2.
L 前
=3000 mm L 后=1500 mm
(1) Q 的分配 K=2
2EJ L
K 1= 2?
()
12
2
103000= 2?12
6
10910
?=2
9?106 = 2?106?0.111
K 2= 2?()12
2
101500= 2?29?106 = 22
2.25??106 = 2?106?0.889
K 1+ K 2 = 2?106 ( 19+1
2.25) = 2?106 ( 0.111+0.889) = 1?2?106
∴ Q 1= 0.111?10000 = 1110kg = 11.1KN Q 2= 8890kg = 88.9KN
(2) M 的分配 K 1 = KJ
L = 12103000= 0.333?109
K 1 = 12
101500Q ?= 1.333?109 K 1+ K 2 = 1.666?109
1M = 0.333
1.666?5?105 = 0.1999?5?105 = 0.2?5?105 = 105 kg m = 1000 KN m 2M = 4?105 kg m = 4000 KN m
(3) M t 的分配
K 1=105103000?=1.667?107 K 2=10
10101500?=6.667?107 K 1+ K 2 = 8.334?107