飞机结构设计习题集答案解析
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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H1＝2000 m，开始转入水干飞行的高度H2＝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ny；
（2）如果最大允许过载系数为nymax＝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，Vmax可达多少? 如果V不变，rmin可为多大?
二. 题图3.3所示两机翼，(a)为单块式，且双梁通过机身，而长桁在机身侧边切断；(b)为单
块式，整个受力翼箱通过机身。请画出两种情况下a—a、b—b段长桁的力图，并筒要说明
何以如此分布？
三. 请画出以下各指定翼肋的力平衡图和力图(题图3.4)。
(1) 薄蒙皮双粱式机翼，I肋在气动载荷作用下：(a)前、后缘未略去，(b)若略去前、后缘的
求：
(1)当L前＝L后＝1500 mm时，Q、M、Mt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、Mt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. =
（1）Q的分配K=
= ∴ 只与2EJ有关
向上
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×l03Kn·m、扭矩Mt= 30 kN·m。已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为EI前＝1010kN·mm2、
EI后＝2×1010kN·mm2；前、后闭室平均剖面抗扭刚度为Kt前＝5×108kN·mm2，Kt后＝109kN·mm2。
气动载荷和结构。
(2) 该机翼前粱转折处的Ⅱ助在传递总体弯矩M时所受的裁荷，画出其力平衡图和力图：
(a)剖面筒化为矩形；(b)剖面上、下为曲线。
(3)薄蒙皮双梁式机翼，Ⅲ肋后缘受有Y向集中力P。
(4)机翼外段为双梁式，侧为三梁式，Ⅳ肋位于结构布置变化处，画出传总体力时，该
肋的力平衡图和力图。
两闭室对称，此时q = = =
= 4 105kgm = 4000 KN m
（3）Mt的分配
K1= =1.667 107K2= =6.667 107
K1+K2= 8.334 107
Mt1= 3 103= 0.2 3 103= 0.6 103kg.m = 6 KN m
Mt2= 3 103= 0.8 3 103= 2.4 103kg.m = 24 KN m
（1）若δ不变，只是两闭室面积不同，则q仍相同，扭矩引起的剪力与弯矩同上；但刚心位置可能变
动，所以多一个扭矩
（2）若δ不同，也会引起两闭室扭刚不同，则在分析Mt时，就会出现Q，M力。
(5) 薄蒙皮双梁式机翼v肋后梁上作用有集中力Py，求该肋受Py力时的平衡图和力图(假设
前、后粱弯曲刚度相等)。
若前后梁对称
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=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ny；
(2) 此时机身下方全机重心处挂有炸弹，重Gb＝300kg，求此时作用在炸弹钩上的载荷大小及方向(1kgf＝9.8N)。
Mt2= 0.667 3 103= 2.001 103kg.m = 20 KNm
2. =3000 mm =1500 mm
(1)Q的分配K=
K1= 2 = 2 = 106= 2 106 0.111
K2= 2 = 2 106= 106= 2 106 0.889
K1+K2= 2 106( + ) = 2 106( + ) = 1 2 106
右支点： Py+ = Py+ = Py+ Py= Py
若前后梁不对称，例如前梁刚度为后梁的2倍，刚心在2/3B处，则Mt= Py*2/3*B
qt= = Py∴Py－ ＝
解答：
（1）
①
②
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2.7)，求此时飞机的ny。已知飞机重量G=5000kg，机翼面积S=20 m2， 。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。
∴ Q = 0.111 10000 =1110kg= 11.1KN
Q =8890kg= 88.9KN
（2）M的分配K1= = = 0.333 109
K1= = 1.333 109
K1+K2= 1.666 109
= 5 105= 0.1999 5 105= 0.2 5 105=105kgm = 1000 KN m
Q = = [ （ ）]Q = = = 0.333Q
=3330kg= 33.3KN
Q =6670kg= 66.7KN
(2) M的分配K= ∴ 关系式仍同上
= 0.333 5 105= 1666.7 KN m
M2= 0.667 5 105= 3335 KN m
（3）Mt的分配
Mt1= = 0.333 3 103= 0.999 103kg.m = 10 KN m
(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
②
③
（2）
重心处（前接头）
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 （y轴正向）
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
解答：
①
② =
=
=3 0.125 KN
③
=Hale Waihona Puke Baidu
= G
④
7．飞机以过载ny＝-3作曲线飞行，同时绕飞机重心以角加速度 3.92rad／s2转动,转动方向如(题图2.8)所示。若发动机重量GE＝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IZ0＝1200 N·m·s2，求
(1) 发动机重心处过载系数nyE
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H1＝2000 m，开始转入水干飞行的高度H2＝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ny；
（2）如果最大允许过载系数为nymax＝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，Vmax可达多少? 如果V不变，rmin可为多大?
二. 题图3.3所示两机翼，(a)为单块式，且双梁通过机身，而长桁在机身侧边切断；(b)为单
块式，整个受力翼箱通过机身。请画出两种情况下a—a、b—b段长桁的力图，并筒要说明
何以如此分布？
三. 请画出以下各指定翼肋的力平衡图和力图(题图3.4)。
(1) 薄蒙皮双粱式机翼，I肋在气动载荷作用下：(a)前、后缘未略去，(b)若略去前、后缘的
求：
(1)当L前＝L后＝1500 mm时，Q、M、Mt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、Mt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. =
（1）Q的分配K=
= ∴ 只与2EJ有关
向上
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×l03Kn·m、扭矩Mt= 30 kN·m。已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为EI前＝1010kN·mm2、
EI后＝2×1010kN·mm2；前、后闭室平均剖面抗扭刚度为Kt前＝5×108kN·mm2，Kt后＝109kN·mm2。
气动载荷和结构。
(2) 该机翼前粱转折处的Ⅱ助在传递总体弯矩M时所受的裁荷，画出其力平衡图和力图：
(a)剖面筒化为矩形；(b)剖面上、下为曲线。
(3)薄蒙皮双梁式机翼，Ⅲ肋后缘受有Y向集中力P。
(4)机翼外段为双梁式，侧为三梁式，Ⅳ肋位于结构布置变化处，画出传总体力时，该
肋的力平衡图和力图。
两闭室对称，此时q = = =
= 4 105kgm = 4000 KN m
（3）Mt的分配
K1= =1.667 107K2= =6.667 107
K1+K2= 8.334 107
Mt1= 3 103= 0.2 3 103= 0.6 103kg.m = 6 KN m
Mt2= 3 103= 0.8 3 103= 2.4 103kg.m = 24 KN m
（1）若δ不变，只是两闭室面积不同，则q仍相同，扭矩引起的剪力与弯矩同上；但刚心位置可能变
动，所以多一个扭矩
（2）若δ不同，也会引起两闭室扭刚不同，则在分析Mt时，就会出现Q，M力。
(5) 薄蒙皮双梁式机翼v肋后梁上作用有集中力Py，求该肋受Py力时的平衡图和力图(假设
前、后粱弯曲刚度相等)。
若前后梁对称
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=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ny；
(2) 此时机身下方全机重心处挂有炸弹，重Gb＝300kg，求此时作用在炸弹钩上的载荷大小及方向(1kgf＝9.8N)。
Mt2= 0.667 3 103= 2.001 103kg.m = 20 KNm
2. =3000 mm =1500 mm
(1)Q的分配K=
K1= 2 = 2 = 106= 2 106 0.111
K2= 2 = 2 106= 106= 2 106 0.889
K1+K2= 2 106( + ) = 2 106( + ) = 1 2 106
右支点： Py+ = Py+ = Py+ Py= Py
若前后梁不对称，例如前梁刚度为后梁的2倍，刚心在2/3B处，则Mt= Py*2/3*B
qt= = Py∴Py－ ＝
解答：
（1）
①
②
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2.7)，求此时飞机的ny。已知飞机重量G=5000kg，机翼面积S=20 m2， 。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。
∴ Q = 0.111 10000 =1110kg= 11.1KN
Q =8890kg= 88.9KN
（2）M的分配K1= = = 0.333 109
K1= = 1.333 109
K1+K2= 1.666 109
= 5 105= 0.1999 5 105= 0.2 5 105=105kgm = 1000 KN m
Q = = [ （ ）]Q = = = 0.333Q
=3330kg= 33.3KN
Q =6670kg= 66.7KN
(2) M的分配K= ∴ 关系式仍同上
= 0.333 5 105= 1666.7 KN m
M2= 0.667 5 105= 3335 KN m
（3）Mt的分配
Mt1= = 0.333 3 103= 0.999 103kg.m = 10 KN m
(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
②
③
（2）
重心处（前接头）
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 （y轴正向）
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
解答：
①
② =
=
=3 0.125 KN
③
=Hale Waihona Puke Baidu
= G
④
7．飞机以过载ny＝-3作曲线飞行，同时绕飞机重心以角加速度 3.92rad／s2转动,转动方向如(题图2.8)所示。若发动机重量GE＝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IZ0＝1200 N·m·s2，求
(1) 发动机重心处过载系数nyE