562-第二章、飞机结构的外载和设计规范.pptVIP

第二章、飞机结构的外载和设计规范 1. 机体坐标系 2. 飞机结构的主要载荷 3.过载系数 除重力外，作用在飞机上的某方向上所有外力之合力与当时飞机重量之比值，叫载荷系数。由上面定义可以看出，载荷系数是一个矢量，用符号n表示．它在机体坐标轴系三个主轴方向的分量如图 典型状态下过载系数——平直飞行 典型状态下过载系数——俯冲拉起 典型状态下过载系数——进入俯冲 典型状态下过载系数——垂直俯冲 典型状态下过载系数——等速水平盘旋 突风载荷 转动 四、着陆时的载荷系数 ①?? 这里的过载定义与空中飞行情况不同。 当空中匀速飞行时, ny=1 表示 Y/G=1 地面滑行或停止态时,再以升力来定义已毫无意义, 应以用地面的支撑载荷与重量之比来定义, 即 ny=1=Plg/G Note: i.这两种情况下的ny=1,但飞机结构的承载方式却完全不同, 匀速平飞是一种分布载荷作用,而着陆主要是以集中力形 式作用于起落架上,通过起落架作用于机身。 ? ii.工程上,常称平飞时 ny=1 为平飞1g (g以重力为单位)； 停机时 ny=1 为停机的1g 四、着陆时的载荷系数 四、着陆时的载荷系数 五、飞机设计时最大载荷系数的选取 五、飞机设计时最大载荷系数的选取 五、飞机设计时最大载荷系数的选取 Aircraft Structure 本章内容 2.1 飞机结构的主要载荷 2.2 典型飞行姿态和载荷系数 2.3 飞机的设计规范和民用飞机适航标准 “结构”与“结构设计”的含义 * Aircraft Structure “结构”是一个工程上常用的术语，但它的含义有时却有所不同。我们这里所指，也是其常用的含义，是指“能承受和传递载荷的系统”——即“受力结构”。它通常可由几个到几千个零件结合在一起构成，相互之间没有相对运动，同时能承受指定的外载，满足一定的强度、刚度、寿命、可靠性等要求。 “结构设计”是指根据结构设计的原始条件，按照结构设计的基本要求，提出合理的设计方案以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，最后绘制出结构图纸，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。 1、飞机结构的外载特征以及对结构承载的要求 外载的形式(集中的、分布的、冲击型的、周期型、热的等)； 外载的历程特征(不同的飞行，载荷的变化规律)； 外载对结构的作用效应（抖振、颤振）； 结构承载的强度、刚度要求； 结构寿命要求；损伤容限要求； 2、飞机结构的协调关系 3、结构的使用条件 4、生产条件 飞机结构设计的原始条件 载荷的参照坐标系：机体坐标系 飞行中的载荷 升力Y、阻力X、发动机推力T、飞机重力G c.g. 重心（center of gravity） c 升力中心到重心的距离 Yt为平尾的负向载荷 地面运动过程中的载荷 机重力G，地面作用在前、主起落架上的地面支反力Pn,Pm和摩擦力Pf ① 运动分析: 旋转+平移 ② 载荷分析:当平尾产生机动载荷时,飞机产生平移与旋转；该载荷克服了飞机原有的平飞状态,使飞机在上述两个运动中产生加速度。从动平衡角度,平尾机动载荷与它克服的惯性力及力矩相平衡。 ? ②??着陆时载荷分析: 从着陆前到完全着陆瞬间,飞机y向速度从-Vy减至零, 故此时的减速度为: 所以，减速度a指向机体坐标系 y的正向，故此时的惯性力 (作用于地面)的方向是向下的。 由动平衡分析: ? ③? 由着陆时的载荷(地面给予的外载荷)与重量之比的过载定义,即设: ④ 这个过载不允许过大,一般ny=3-4 (因为与飞行时对结构与人的作用不同) 　　　着陆或滑时的情况多样,还可能发生nx,或nz. ① 影响选择最大载荷系数的因素: I.? 载荷系数实际反映了飞机的机动性能,因此越大越好,但对运输机或客机则没有太大必要。 Ⅱ. 载荷系数又反映了对结构的载荷作用, 载荷系数越大,表明飞机结构的承载越大,要有足够的刚、强度，则结构重量大。 Ⅲ.载荷系数的载荷作用，不仅对结构有作用，而且对机载设备及乘员有载荷作用。载荷系数越大，对他们的作用越强，要视他们的承受能力而定。 Ⅳ.飞行时的载荷系数（除突风干扰外），一般来自于发动机的推力，载荷系数大，结构要重，发动机的加力性能要好，即剩余推力要大。 Ⅴ.载荷系数的选择影响因素众多，要依据技术性能要求综合确定,并不是越大越好。 ? ② 人对过载的反映： 　 说明人在短时间承受较大过载尚可，特别是正过载。较长时间承受过载能力很差，特别是负过载。 战斗机的过载一般为-3—+8 　　民机则无必要。