轻型飞机总体设计汇编.doc

轻型飞机整体设计汇编 轻型飞机整体设计汇编 PAGE/NUMPAGES 轻型飞机整体设计汇编 沈阳航空航天大学 飞机构造学结课大作业 超轻型飞机构造整体设计 学院：创新创业学院 专业：翱翔器动力工程 学号： 班级：S201301 姓名：赵伟方 目录 一．超轻型飞机整体外形设计 二．机翼构造设计 三．起落架的构造设计 四．机身部件整体构造设计 五．尾翼的构造设计 一、超轻型飞机整体外形设计 图一 本飞机外形如上图所示，由于本飞机的设计要求是超轻 型飞机，因此并未画太复杂的构造。飞机采用上单翼、正常 式尾翼、以及前三点固定式起落架等部件整体组成。本飞机 主要应用铝管及航空钢管等资料，拥有构造简单、重量轻、 造价廉价等优点。 二、机翼构造设计 由于本飞机是超轻型飞机，翱翔速度低，而且发动机 供应的动力有限，因此我们尽可能要求机翼产生的升力要 大，而且自己重量不能够太大，又由于翱翔速度低因此阻力因 素其实不是主要因素。因此尽可能减小重量就显得特别重要。又 由于相同面积的矩形、平行四边形和梯形，只有矩形的周长 最短，这样就会极大减少构造重量、而且从加工工艺上考虑， 矩形最好加工，资料使用也相对较少设计花销也较低。而且 产生升力的效率较高。 详尽的机翼构造以下所示： 图二 翼梁 由于机翼是飞机中的主要受力部件，而翼梁又是机翼中 的主要受力部件，它承受机翼的剪力和弯矩。翼梁主要由上 下缘条和腹板组成。本机型采用腹板式翼梁，其剖面形状为 “工”字型，沿方向等强度设计。腹板式翼梁的优点是在等 重量和高度情况下，带有立柱加强而腹板上无任何张口，其 强度最大。除此之外，这种构造的翼梁制造工艺简单，成本 低。用途广泛，故本飞机采用此种梁。 纵墙 纵墙包括前纵墙和后纵墙，它是一根缘条很弱或无缘条 的腹板式翼梁。位于机翼后缘的纵墙可用于连接副翼和襟翼。它不能够承受弯矩，主要承受剪力，并与蒙皮组成闭式承受机翼扭矩。 翼肋 本机型采用腹板式翼肋。它的资料是铝合金较轻，为减 轻重量和便于安装导管和控制机构，常常在腹板上加工减少孔。为增加腹板刚度和牢固性，平时对孔边缘增加支柱，或压制凹槽。 蒙皮 蒙皮是包围在骨架外面保持机翼气动条件外形的构件，蒙皮还参加机翼的整体受力。蒙皮与翼梁腹板所组成的机翼盒式梁碰到由各翼肋沿闭式周缘传来的引起机翼扭转变形的力矩。 机翼与机身的连接 超轻型飞机属于低速小型飞机，不用考虑激波造成的影响，故采用垂直耳片叉耳连接，连接螺栓水平放置，接头在传达受力时，螺栓均受剪切力作用。 三、起落架的构造设计 本机型起落架采用前三点式起落架。 1）前三点式起落架拥有优异的方向牢固性。当飞机在地面 上滑跑时碰到外界搅乱而改变方向，则两主轮上的摩擦合力 绕飞机重心的力矩将变成一恢复力矩使飞机回到原来的方 向。 2）前三点式起落架防备后三点式起落架刹车时的“倒立” 和“飘起”的危险。可采用高效刹车装置。 四、机身构造的设计 机身的功用和要求 机身是飞机的一个重要部件，它的主要功用是装载人 员，货物、设备、武器、设备、燃料和发动机等，并把机翼、 尾翼、起落架连接在一起形成一架完满的飞机。 2、机身的主要受力构件 机身的主要受力构件有：隔框、蒙皮、桁条和环式加 强框共同作用。一般加强框的作用是保持机身外形，支持蒙 皮，提高蒙皮的牢固性，以利于承受局部空气阻力载荷，环 式加强框用于机身与其他部件连接处，机身内部空间能够得 到充分利用。 3.本机型为超轻型飞机，故采用薄壁式机身。用金属蒙皮代 替构架式机身的布质蒙皮，将蒙皮与机身骨架连接位一体结 构。蒙皮不但承受气动载荷，而且同骨架一起承受机身的弯 矩、扭矩和剪力，资料的分布和利用都比较合理，因此在同 等载荷下，它比构架式机身重量要轻。除此之外，由于机身 内部没有纵横交叉的构件，因此空间利用率极高；由于资料 最大限度分布机身表面，提高了机身抗扭刚度和承受动载荷 的能力。这才是超轻型飞机的精髓所在。 由于自己水平有限，机身详尽内部构造未能画出。 五．尾翼构造设计 尾翼的功用是保证飞机的俯仰平衡和航向平衡，并使飞机 拥有俯仰和航向的安全性与控制性。平尾由固定的水平平定 面和可偏转的起落舵组成。垂直翼由固定的垂直面和可偏转 的方向舵组成。 本机型的尾翼采用正常尾翼：垂直尾翼与水平尾翼互相垂直，数量各为一个。 六、设计领悟 经过本次超轻型飞机的设计，我对相关飞机各个部分组成及相应知识有了更充分的认识。 而且我是飞动专业的，这对我今后相关课程的学习有了更深的认识。 经过此次整体设计我对CATIA软件的熟悉度又进一步加深，这为今后我的画图能力确定了基础。 七、参照文件 1飞机构造学沈阳航空航天大学主编：邓忠林 2CATIAV5R20宝典--机械工业初版社--北京兆迪科技有限公司