飞机系统1-5飞机结构强度规范与试验
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§1-5 飞机结构强度规范与试验 5/25
强度设计准则 静强度设计准则（30年代）
➢ 主要保证飞机结构在静载荷作用下不 发生破坏。
❖ 静载荷：
▪ 大小、方向不变或由零缓慢增大到一定值 的载荷。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 6/25
强度设计准则 气动性强度刚度设计准则（40年代）
➢ 主要保证飞机结构不仅具有足够的静 强度，而且具有足够的刚度。
Baidu Nhomakorabea
强度设计准则 可靠性设计
➢ 将疲劳安全寿命设计、安全寿命/破损 安全设计、经济寿命/损伤容限设计准 则用可靠性理论和分析方法统一起来。
➢ 可提高飞机结构的安全可靠性和经济 性。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 11/25
结构承载余量 结构承载余量是指设计结构承载能
力高出实际受载的量。 指标
§1-5 飞机结构强度规范与试验 9/25
强度设计准则
经济寿命/损伤容限设计（70年代）
➢ 主要保证飞机结构在经济寿命期内， 经受严重的疲劳、腐蚀或意外损伤未 测出前，剩余结构能承受适当载荷而 不破坏或过量变形。
➢ 现代大型客机一般采用该强度设计准 则。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 10/25
§1-5 飞机结构强度规范与试验 3/25
运输机严重受载特点
运输机严重受载情况主要由突风作 用产生，其受载特点如下：
➢小速度大迎角平飞遇向上突风时，可能 出现升力系数与过载值达最大； ➢大速度下滑遇向上突风时，可能出现速 压最大的情况； ➢大速度小迎角平飞遇垂直突风时，可能 出现过载与速压最大的情况；
➢ 新机型试验
❖ 新机型投入使用前对飞行性能全面检验 ❖ 是颁发型号合格证及适航证的必要条件
§1-5 飞机结构强度规范与试验 18/25
飞机结构强、刚度试验
飞行试验
➢ 气动试验
❖ 检查飞机的
▪ 低速性能 ▪ 高速性能 ▪ 颤振临界速度范围 ▪ 操纵性 ▪ 稳定性 ▪ ……
§1-5 飞机结构强度规范与试验 19/25
刚度要求
即结构变形限制 主要包括
➢ 翼面挠度及扭转角限制
❖ 防止翼面气动性变差及副翼反逆。
➢ 相关结构变形限制
❖ 操纵与传动机构不卡阻。
➢ 机、尾翼颤振临界速度限制
❖ 颤振临界速度应大于最大允许飞行速度。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 15/25
飞机结构强、刚度试验
静力试验
➢ 对飞机及部件在 使用载荷、设计 载荷和破坏载荷 下的应力进行分 析，得出实际的 安全系数和剩余 强度系数，与设 计参数进行比较， 并测量变形以校 核其刚度。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 24/25
本课结束 END OF THIS LESSON
欢迎学习
1-5 飞机结构强度规范与试验
中国民用航空飞行学院
飞机强度规范
设计
设计满足承载能力要求的 飞机结构
制造
保证达到设计承载能 力要求
使用
不降低结构的承载 能力
结构处于良好工作状态
§1-5 飞机结构强度规范与试验 2/25
飞机强度规范 飞机强度规范
➢ 根据飞机性能要求，对飞机各使用状 态的严重受载特点、强度设计准则、 结构承载余量、刚度要求及使用限制 等作出的有关规定。
➢ 在飞机投入运营之前，为保证飞机的 安全性已采取了一系列可靠措施。
➢ 飞机安全性是可以信赖的。 ➢ 必须严格按规定使用飞机才能确保飞
行安全。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 23/25
本课小结
➢ 基本概念
❖ 飞机强度规范 ❖ 安全系数、剩余强度系数
➢ 基本问题
❖ 飞机结构刚度要求 ❖ 飞机结构强、刚度试验内容
§1-5 飞机结构强度规范与试验 7/25
强度设计准则 疲劳安全寿命设计准则（50年代）
➢ 主要保证飞机结构在使用寿命期间承 受交变载荷不发生可检裂纹。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 8/25
强度设计准则 安全寿命/破损安全设计（60年代）
➢ 主要保证飞机结构在疲劳破损或单个 主要构件明显损坏后不发生灾难性破 坏事故。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 16/25
飞机结构强、刚度试验
动力试验
➢ 对受冲击载荷与交变载荷的飞机部件（如 起落架、机翼）进行
❖ 冲击试验 ❖ 疲劳试验
§1-5 飞机结构强度规范与试验 17/25
飞机结构强、刚度试验
飞行试验
➢ 研究机试验
❖ 解决飞机发展中的相关技术问题
▪ 气动外形 ▪ 速度障碍 ▪ 结构与性能 ……
飞机结构强、刚度试验 飞行试验
➢ 动力装置与飞机管理试验
❖ 检查飞机的
▪ 发动机空中工作特性 ▪ 各飞行状态控制 ▪ 地面制动能力 ▪ ……
§1-5 飞机结构强度规范与试验 20/25
飞机结构强、刚度试验
飞行试验
➢ 飞行载荷试验
❖ 测量飞行载荷与 突风载荷强度及 对结构的影响。
❖ 得出随机载荷谱
§1-5 飞机结构强度规范与试验 4/25
运输机严重受载特点
运输机严重受载情况主要由突风作 用产生，其受载特点如下：
➢巡航飞行遇向下突风时，可能导致飞机 飞行高度的迅速下降； ➢超重着陆和粗猛着陆时，可能导致起落 架受载超过规定，造成相关结构损坏； ➢机翼在周期性阵风中剧烈振动时，机翼 结构所受交变载荷可能超过最大值。
➢ 安全系数 ➢ 剩余强度系数
§1-5 飞机结构强度规范与试验 12/25
结构承载余量
安全系数
➢ 结构设计载荷P设计与使用时允许的最大载
荷P使用的比值，即
f
P设计 P使用
n设计 n使用
❖ P设计相当于结构中某一构件失去承载能力时所
受的最大载荷。
➢ 运输机n设计主要取决于强突风过载，一般
为－1～＋3。
➢ 安全系数确定原则
❖ 保证强、刚度足够而重量最轻
❖ 一般为1.5～2
§1-5 飞机结构强度规范与试验 13/25
结构承载余量 剩余强度系数
➢ 结构破坏载荷与设计载荷的比值，即
P破坏 P设计
❖ P破坏是指整个结构破坏时所承受的最大
载荷。
➢ 一般取1.03～1.1
§1-5 飞机结构强度规范与试验 14/25
▪ 载荷谱是指飞行 载荷随航线飞行 时间的变化规律。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 21/25
飞机结构强、刚度试验 飞行试验
➢ 飞机各系统功能可靠性试验
❖ 检查飞机在各种环境条件下连续长时间 飞行中各系统的工作状态。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 22/25
飞机结构强、刚度试验 由上面的分析可见
强度设计准则 静强度设计准则（30年代）
➢ 主要保证飞机结构在静载荷作用下不 发生破坏。
❖ 静载荷：
▪ 大小、方向不变或由零缓慢增大到一定值 的载荷。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 6/25
强度设计准则 气动性强度刚度设计准则（40年代）
➢ 主要保证飞机结构不仅具有足够的静 强度，而且具有足够的刚度。
Baidu Nhomakorabea
强度设计准则 可靠性设计
➢ 将疲劳安全寿命设计、安全寿命/破损 安全设计、经济寿命/损伤容限设计准 则用可靠性理论和分析方法统一起来。
➢ 可提高飞机结构的安全可靠性和经济 性。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 11/25
结构承载余量 结构承载余量是指设计结构承载能
力高出实际受载的量。 指标
§1-5 飞机结构强度规范与试验 9/25
强度设计准则
经济寿命/损伤容限设计（70年代）
➢ 主要保证飞机结构在经济寿命期内， 经受严重的疲劳、腐蚀或意外损伤未 测出前，剩余结构能承受适当载荷而 不破坏或过量变形。
➢ 现代大型客机一般采用该强度设计准 则。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 10/25
§1-5 飞机结构强度规范与试验 3/25
运输机严重受载特点
运输机严重受载情况主要由突风作 用产生，其受载特点如下：
➢小速度大迎角平飞遇向上突风时，可能 出现升力系数与过载值达最大； ➢大速度下滑遇向上突风时，可能出现速 压最大的情况； ➢大速度小迎角平飞遇垂直突风时，可能 出现过载与速压最大的情况；
➢ 新机型试验
❖ 新机型投入使用前对飞行性能全面检验 ❖ 是颁发型号合格证及适航证的必要条件
§1-5 飞机结构强度规范与试验 18/25
飞机结构强、刚度试验
飞行试验
➢ 气动试验
❖ 检查飞机的
▪ 低速性能 ▪ 高速性能 ▪ 颤振临界速度范围 ▪ 操纵性 ▪ 稳定性 ▪ ……
§1-5 飞机结构强度规范与试验 19/25
刚度要求
即结构变形限制 主要包括
➢ 翼面挠度及扭转角限制
❖ 防止翼面气动性变差及副翼反逆。
➢ 相关结构变形限制
❖ 操纵与传动机构不卡阻。
➢ 机、尾翼颤振临界速度限制
❖ 颤振临界速度应大于最大允许飞行速度。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 15/25
飞机结构强、刚度试验
静力试验
➢ 对飞机及部件在 使用载荷、设计 载荷和破坏载荷 下的应力进行分 析，得出实际的 安全系数和剩余 强度系数，与设 计参数进行比较， 并测量变形以校 核其刚度。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 24/25
本课结束 END OF THIS LESSON
欢迎学习
1-5 飞机结构强度规范与试验
中国民用航空飞行学院
飞机强度规范
设计
设计满足承载能力要求的 飞机结构
制造
保证达到设计承载能 力要求
使用
不降低结构的承载 能力
结构处于良好工作状态
§1-5 飞机结构强度规范与试验 2/25
飞机强度规范 飞机强度规范
➢ 根据飞机性能要求，对飞机各使用状 态的严重受载特点、强度设计准则、 结构承载余量、刚度要求及使用限制 等作出的有关规定。
➢ 在飞机投入运营之前，为保证飞机的 安全性已采取了一系列可靠措施。
➢ 飞机安全性是可以信赖的。 ➢ 必须严格按规定使用飞机才能确保飞
行安全。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 23/25
本课小结
➢ 基本概念
❖ 飞机强度规范 ❖ 安全系数、剩余强度系数
➢ 基本问题
❖ 飞机结构刚度要求 ❖ 飞机结构强、刚度试验内容
§1-5 飞机结构强度规范与试验 7/25
强度设计准则 疲劳安全寿命设计准则（50年代）
➢ 主要保证飞机结构在使用寿命期间承 受交变载荷不发生可检裂纹。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 8/25
强度设计准则 安全寿命/破损安全设计（60年代）
➢ 主要保证飞机结构在疲劳破损或单个 主要构件明显损坏后不发生灾难性破 坏事故。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 16/25
飞机结构强、刚度试验
动力试验
➢ 对受冲击载荷与交变载荷的飞机部件（如 起落架、机翼）进行
❖ 冲击试验 ❖ 疲劳试验
§1-5 飞机结构强度规范与试验 17/25
飞机结构强、刚度试验
飞行试验
➢ 研究机试验
❖ 解决飞机发展中的相关技术问题
▪ 气动外形 ▪ 速度障碍 ▪ 结构与性能 ……
飞机结构强、刚度试验 飞行试验
➢ 动力装置与飞机管理试验
❖ 检查飞机的
▪ 发动机空中工作特性 ▪ 各飞行状态控制 ▪ 地面制动能力 ▪ ……
§1-5 飞机结构强度规范与试验 20/25
飞机结构强、刚度试验
飞行试验
➢ 飞行载荷试验
❖ 测量飞行载荷与 突风载荷强度及 对结构的影响。
❖ 得出随机载荷谱
§1-5 飞机结构强度规范与试验 4/25
运输机严重受载特点
运输机严重受载情况主要由突风作 用产生，其受载特点如下：
➢巡航飞行遇向下突风时，可能导致飞机 飞行高度的迅速下降； ➢超重着陆和粗猛着陆时，可能导致起落 架受载超过规定，造成相关结构损坏； ➢机翼在周期性阵风中剧烈振动时，机翼 结构所受交变载荷可能超过最大值。
➢ 安全系数 ➢ 剩余强度系数
§1-5 飞机结构强度规范与试验 12/25
结构承载余量
安全系数
➢ 结构设计载荷P设计与使用时允许的最大载
荷P使用的比值，即
f
P设计 P使用
n设计 n使用
❖ P设计相当于结构中某一构件失去承载能力时所
受的最大载荷。
➢ 运输机n设计主要取决于强突风过载，一般
为－1～＋3。
➢ 安全系数确定原则
❖ 保证强、刚度足够而重量最轻
❖ 一般为1.5～2
§1-5 飞机结构强度规范与试验 13/25
结构承载余量 剩余强度系数
➢ 结构破坏载荷与设计载荷的比值，即
P破坏 P设计
❖ P破坏是指整个结构破坏时所承受的最大
载荷。
➢ 一般取1.03～1.1
§1-5 飞机结构强度规范与试验 14/25
▪ 载荷谱是指飞行 载荷随航线飞行 时间的变化规律。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 21/25
飞机结构强、刚度试验 飞行试验
➢ 飞机各系统功能可靠性试验
❖ 检查飞机在各种环境条件下连续长时间 飞行中各系统的工作状态。
§1-5 飞机结构强度规范与试验 22/25
飞机结构强、刚度试验 由上面的分析可见