飞行器的结构

5、辅助起落装置
a）起飞：增升装置，起飞助推火箭，弹 射装置 b）着陆：减速伞，反推力装置，拦截索
增升装置 前缘缝翼、襟翼、附面层控制
（1）前缘缝翼 小翼面，装在机翼的前缘。
前缘缝翼主要作用：
¾ 延缓机翼上表面的气流分离，提高了临界迎角 ¾增大最大升力系数Cymax(一般可增大50%)
前缘缝翼分为固定式和自动式。
2. 附面层吸取增升装置
利用吸气泵，通过机翼上表面的缝隙， 吸取附面层，使其中气流的速度和能量增大 延缓翼面上的气流分离。
起飞助推火箭
航空母舰
以舰载机为主要武器并作为其海上活动基地的大型水 面战斗舰艇。
大作业 （占期末成绩40%+附加5分）
（4月8日上课交作业）
查阅最新航空器（飞艇、军用飞机、
1-双缝襟翼；2-三缝襟翼
（3）附面层控制
作用： ¾大大提高一般增升装置的增升作用 ¾获得很大的Cymax值和临界迎角 ¾降低飞机的翼型阻力
主要有两种装置：吹除和吸取。
1. 附面层吹除增升装置
使高压空气从机翼上表面的翼缝中吹出， 以高速流入附面层，增加气流的动能，提高 气流的流动速度，以推迟气流分离，达到增 升目的。
纵墙：不与机 身相连，布置 在前后缘，与 上下蒙皮相连 形成封闭盒段， 承受扭矩，不 承受弯矩。靠 后缘的还可悬 挂襟翼和副翼。
桁条：用铝合金或板材弯制，支撑蒙皮，将气 动力传给翼肋。
横向骨架
普通翼肋：维持翼型，把蒙皮和桁条的力传给 翼梁；
加强翼肋：除普通翼肋作用外，承受集中力。 在机翼和机身连接部位，或在机翼的内段和外 段，放置起落架的地方，发动机吊挂。
9抗疲劳性好；
9易加工，价格低。
¾常用的飞行器结构材料 铝合金：密度小（2.8g/cm2），价格低，常用 镁合金：密度小（1.75g/cm2） 合金钢：密度大（3倍铝合金），比强度高
主承力构件（接头、大梁），价格低 钛合金：密度小（4.5g/cm2），强度接近合金钢， 价格贵
¾复合材料：多种材料复合而成。树脂和纤维组成。 价格贵，密度低，比强度和比刚度很高，优越的性 能。
c）自行车式
飞机的两组主轮分别安置在机身下，另外有 两个辅助护翼轮。
自行车式缺点： ¾承受载荷较大，使尺寸、质量增大 ¾起飞时抬头困难，使起飞滑跑距离增大 目前仅有少数飞机采用这种起落架
前三点式与后三点式起落架性能比较：
¾前三点可强力制动而无“倒立”危险 ¾前三点式具有滑跑稳定性 ¾前三点式机身轴线基本水平，驾驶员视野好， 可安装喷气发动机 ¾前三点承载大，结构复杂，重，前轮摆振
减少了连接的铆钉和螺栓孔，重量减轻，飞行阻力 减小。
2、尾翼
包括水平尾翼和垂直尾翼，保证飞机的稳 定性和操作性。
（1）水平尾翼
由固定的水平安定面和可偏转的升降舵组 成，保持飞机在飞行中的稳定性和控制飞机的 飞行姿态，操纵飞机抬头或低头运动。
（2）垂直尾翼
也叫立尾。使飞机在左右方向具有一定的 静稳定性，由固定的垂直安定面和可偏转的方 向舵组成。
¾使用维护要求 结构便于检查、维护和修理，易于运输、储存 和保管
¾工艺和经济性要求 工艺简单、制造方便、生产周期短、成本低
3.1.2 飞行器结构采用的主要材料
¾对飞行器结构材料的要求
9比强度大、比刚度大；
比强度=抗拉强度/密度
抗破坏能力
比刚度=弹性模量/密度
抗变形能力
9耐高低温；
9抗腐蚀、耐老化；
第三章 航空飞行器结构
3.1 飞行器结构的一般要求及采用的材料
飞行器结构是飞行器各受力部件和支撑构件的总称。 飞机——机翼、机身、尾翼、起落架等
苏27
导弹——弹翼、弹身、舵面等 战斧式巡航导弹
3.1.1 对飞行器结构的一般要求
¾空气动力要求 结构应满足飞行性能所要求的气动外形和表面 质量 ¾重量要求 在满足强度、刚度和寿命的条件下重量尽量轻 强度——抗破坏能力 刚度——抗变形和振动能力 质量——结构越轻，有效载荷越大，性能越好
广泛采用：不承力、次承力、主承力
¾材料发展的方向：密度低，比强度和比刚度高， 工艺简单。
3.2 航空器的构造
3.2.1 气球和飞艇的基本构造
气球一般用薄膜材料制 造球体。氢气球和氦气 球用塑料薄膜， 热气球 用尼龙、涂胶薄膜。
载人气球通常是在气球 下方安装吊篮，吊篮中 乘坐人员或安放动力装 置。
飞艇通常是流线型囊体，尾部有安定面和操纵面， 囊体下部安装吊舱和动力装置等，动力装置也有 安装在囊体两侧或尾锥部位的型式。
固定式
自动式
美制轰炸机B－1B机翼上有七段前缘缝翼
（2）襟翼 有前缘襟翼和后缘襟翼两类。 a）前缘襟翼
安装在机翼前缘。前缘襟翼广泛用在超声速 飞机上。
1-前缘襟翼；2-后缘襟翼；3-副翼；4-机翼
b）后缘襟翼 有简单襟翼、开裂襟翼、开缝襟翼和富勒
襟翼等
1.简单襟翼 ¾放下襟翼时，升阻比是降低的 ¾构造简单，只有增升作用 ¾高速飞机上很少单独使用简单襟翼
（2）种类 轮式、滑撬式、浮筒式、滑车式、气垫式等
滑撬式（直9）
浮筒式
（3）典型起落架组成
（4）起落架的布置形式 a）后三点式 飞机重心在两个主轮之后。
后三点式优点： ¾构造简单，重量轻 ¾易于在螺旋桨飞机上布置 ¾飞机停机角与最佳起飞迎角接近，易于起飞 ¾便于利用气动阻力使飞机减速
飞艇囊体有软式、半硬壳式和硬壳式三种。
半硬壳式和硬壳式的囊体由硬式骨架，表面蒙气 囊材料构成。
3.2.2 飞机的基本构造
飞机的组成及各部件的功用 机身：次承力，提供内部装载空间，是其它部件 的安装基础。 机翼：主承力，主要提供升力，作为起落架、发 动机等其它部件的安装基础 尾翼：次承力，提供平衡气动力，操纵力和力矩 起落装置：主承力，飞行器起飞、着陆和停放用 的部件 操纵系统：控制舵面运动的系统
蒙皮：维持气动外形，将气动力传给桁条和翼 肋，与翼梁纵墙的腹板形成闭室承受扭矩。
现代飞机蒙皮多用硬铝板材制成。
（4）机翼的构造形式
a）蒙皮骨架式（单梁、双梁、多梁）
翼梁承受大部分弯矩，梁腹板承受剪力， 蒙皮和腹板组成的盒段承受扭矩
b）整体壁板式
蒙皮与骨架、横向骨架合并而成上下两块整体壁板
1、机翼
（1）机翼功用
¾产生升力 ¾布置油箱和弹药库 ¾在飞行中可以收藏起落架
（2）作用在机翼上的外载荷： 分布力－－气动力，重力 集中力－－发动机、起落架等的作用力
要求机翼有很好的结构强度承受巨大载荷， 同时有很大的刚度保证机翼在巨大的载荷作用 下不会过分变形。
机翼上的受力形式 弯（弯矩）、扭（扭矩）、剪（剪力）
民用飞机、直升机等任选一种）相关资 料，包括结构特点、动力系统、使用情 况等等，字数3000字左右，打印上交。 可以1～5个人自由组合成一组，交一份 作业。
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后三点式缺点：
¾方向稳定性差，飞机容易发生旋转
¾着陆必须三点接地，操纵较困难，若两点接地 可导致飞机跳跃
¾飞机在高速滑行过程中采用刹车时，容易发生 倒立、翻筋斗现象
b）前三点式 飞机重心在两个主轮之前。
前三点式优点： ¾滑行时方向稳定性好 ¾着陆时两主轮接地，容易操纵 ¾可以大力使用刹车，缩短着陆滑跑距离 ¾驾驶员视野良好 前三点式缺点： ¾起落架所受载荷较大，前轮在滑跑时容易摆振。
3、机身
（1）机身功用 ¾装载人员、货物、燃油、各种装备和设备 ¾把机翼、尾翼、起落架连接成为一个整体 （2）要求 ¾具有尽可能大的空间 ¾迎风面积应减到最小，表面光滑，没有突角和 缝隙 ¾有足够的强度、刚度、抗疲劳 ¾重量最轻
（3）机身构造形式
机身与机翼类似，也分为三种： ¾蒙皮骨架式 ¾整体壁板式 ¾夹层式
1-简单襟翼；2-机翼；3-未放下时；4-放下 时；5-副翼
2.开裂襟翼 增升效果相当好，一般可把最大升力系数
增大约75%-85%。
1-开裂襟翼；2-低压区（具有吸引 作用）
3.开缝襟翼
1-开裂襟翼（放下）；2-开裂襟翼（闭合）； 3-机翼；4-副翼；5-缝隙
4.富勒襟翼 增升效果好，在大、中型喷气飞机上使用较多。
蒙皮骨架式 没有腹板；蒙皮承载；隔框代替翼肋
桁梁式机身
桁梁
桁条
普通隔框
普通隔框 加强隔框
பைடு நூலகம்
桁条式机身
硬壳式机身
整体壁板式
夹层式
夹心蒙皮
横向加强筋 纵向加强筋
隔框
4、起落架
（1）功用 ¾承受飞机在地面停放、滑行、起飞（着陆）滑 跑时的重力 ¾消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量 ¾滑跑与滑行时的制动（刹车） ¾滑跑与滑行时操纵飞机（转弯）
机翼结构设计时，要能够承受弯、扭、剪
（3）机翼的构造 机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向 骨架、蒙皮和接头。
1-翼梁；2-前纵墙；3-后纵墙；4-普通翼肋；5-长桁； 6-对接接头；7-加强翼肋；8-蒙皮
纵向骨架：由翼梁、纵墙和桁条等组成，沿翼 展方向。
翼梁：最主要纵向构件，承受全部或大部分弯 矩和剪力。