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[工学]飞机结构设计 第6章 机身结构分析修改
第6章 机身结构分析
南京航空航天大学
飞机设计技术研究所
6.1 机身的功用、要求和机身的外形参数
构成、要求、分析设计方法与机翼基本相同;
特殊性:
使用要求在设计中占有重要地位,对结构布置影
响较大;
设计外载荷主要是集中力;
协调关系多;
相对载荷较小(某些机翼元件不适用,如整体壁
板)。
6.1.1飞机机身的功用
机身作为飞机结构的基础,通过受力关系,
把飞机的所有部件联成一个整体;
装载乘员、设备和有效载荷,装载燃油;
布置起落架;
放置发动机;
机身的结构质量占飞机质量的8%-15%;
机身的结构质量占飞机结构质量的40%-
50%。
机
身
的
结
构
和
布
局
6.1.2 对机身结构的基本要求
飞机结构设计的基本要求适用于机身结构设
计,即质量最小。
总体设计阶段:
满足装载的使用要求:可能在一些气动要
求和重量要求上作出让步;
协调机身、机翼、尾翼等相连接部件的主
要受力构件;
机身结构为满足使用要求的各种技术要求
在总体设计时已基本解决。
零部件设计阶段:满足结构的强度、刚度和
工艺性要求。
具有足够的刚度:直接影响尾翼的效率和
尾翼颤振特性;变形引起阻力增大。
足够的强度。
足够的开敞性:相对机翼、尾翼等,对机
身结构的影响更突出。
最小的结构重量。
良好的工艺性、成本低。
机身结构受力型式和与之相连的部件的结
构受力型式相协调。 (总体设计阶段)
将来自机翼、尾翼、起落架、动力装置的
载荷传递到机身的承力构件上。 (零部件
设计阶段)
能承受有效装载、设备和机身结构的质量
力以及作用在机身上的气动载荷和密封舱
内的压差载荷。 (零部件设计阶段)
其他要求
(1) 合理选择机身的外形和参数,使其在给定的外形
尺寸下迎面阻力最小,有效容积最大。
(2) 在翼身融合的飞机上采用能产生较大部分升力的
升力机身,这样可减小机翼面积,降低机翼重量。
(3) 合理使用机身的有效容积,就要布局紧凑,将货
物尽量靠重心附近布置,这能够降低惯性矩并改
善飞机的机动特性;在各种装载情况、燃油和弹
药消耗的情况下,减少重心的变化范围,可保证
飞机具有更理想的稳定性和操纵性。
(4) 特殊要求:
空降人员和武器装备能容易跳伞和投放;
对运输的货物能方便地装载、系留和卸
载;
高空飞行时能保证乘客和乘员具有必要的
生活条件,要具备一定的舒适标准;
旅客机迫降时保证乘员生命,能迅速安全
地应急撤离;
机组人员要有良好的视野。
必须满足各种装载的特殊需要及所提出的
众多的使用要求,并应与机翼、尾翼等连
接部件的主要受力构件的布置、连接点位
置进行总体协调,以减轻飞机总重量。
在保证机身结构完整性的前提下,结构重
机身结构 量尽可能小。
设计要求 机身应有足够的开敞性以便于维修。
有良好的工艺性,生产成本要低。
机身基本不产生升力,所以机身气动力要
求主要是阻力小。为此机身一般做成细长
的流线体,希望外形光滑,突出物少等。
使用要求是机身设计要求中的重要要求。比如座舱盖、开口
使用要求
等就是必须满足使用要求。
6.1.3机身的外形和参数
一、机身的横剖面形状
取决于飞机的功用、使用条件和飞机的总体布局。
圆形机身的表面面积较小,摩擦阻力也较小,在内
压作
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