第05讲 外载荷 课件.pptx

飞机结构分析与设计

第五讲

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§3.3飞机设计规范简介

一、规范及各类标准的作用

二、规范的形成与演变

★飞机设计规范和适航条例是在飞机多年的设计、研制和实践中逐步形成的，是飞机研制、使用经验和使用教训的总结。

★军用飞机设计经历了静强度设计、刚度设计、疲劳设计、安全寿命加损伤容限设计、耐久性加损伤容限设计等几个阶段。与这些设计思想对应，美国军用飞机强度规范产生了近10个版本。

★我国已经拥有用于军用飞机结构设计的强度刚度规范等设计标准文件，目前仍在修订和完善。

①1975年根据我国武器装备研制的需要，引进了前苏联“飞机强度规范”,共七本。我国早期研制的飞机，如歼六、歼七、歼八；歼教七、强五、轰六等军用飞机结构的设计都是以此规范为主要依据进行设计的。

②八十年代初期，我国对美国的“军用飞机强度刚度规范”进行了大量的研究并加以引进，于85年发行了国家军用标准《军用飞机强度和刚度规范》,代号为GJB67.1-85～GJB67.12-85,共分为12个部分。我国的飞豹、枭龙、歼十、山鹰、猎鹰等飞机的结构便是按此规范要求设计的。67系列规范各部分名称如下：

·GJB67.1-85军用飞机强度和刚度规范-总则

·GJB67.2-85军用飞机强度和刚度规范-飞行载荷

·GJB67.3-85军用飞机强度和刚度规范-其他载荷

·GJB67.4-85军用飞机强度和刚度规范-地面载荷

·GJB67.5-85军用飞机强度和刚度规范-水上飞机的水载荷和操作载荷·GJB67.6-85军用飞机强度和刚度规范-可靠性要求和疲劳载荷

·GJB67.7-85军用飞机强度和刚度规范-气动弹性不稳定性

·GJB67.8-85军用飞机强度和刚度规范-振动

·GJB67.9-85军用飞机强度和刚度规范-地面试验

·GJB67.10-85军用飞机强度和刚度规范-飞行试验

·GJB67.11-85军用飞机强度和刚度规范-核武器效应

·GJB67.12-85军用飞机强度和刚度规范-文件与报告

飞机设计规范简介

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★除了“强度刚度规范”以外，还有一些与结构设计有关的规范，如：

GJB776军用飞机损伤容限设计要求

GJB775.1-89军用飞机结构完整性大纲-飞机要求

★对于其他产品也有强度和刚度规范，如：

GJB540-91《飞航导弹强度和刚度规范》

GJB720-89《军用直升机强度和刚度规范》

GJB5435-2005《无人机强度和刚度规范》

§3.4飞机对称机动飞行包线

凡是使飞机结构易遭到损坏、人员易受到损伤的载荷情况，就应选为设计情况。一般包括最大的正向和反向载荷情况，

对主要结构件将产生危险损坏的载荷情况，对飞行战斗性能将产生严重影响及对人员将产生损伤的载荷情况等。

飞机的受载情况多种多样，不可能也无必要都加以分析，我们只要考虑那些有代表性的设计情况即可。

在分析研究了飞机的全部飞行使用情况后，规范给出了飞机

的n,-q包线，即飞机的过载n,和速压q只限于此范围内，超出则将发生危险，甚至造成事故。

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主要参数确定

1.过载系数n的确定

对于不同的飞机根据规范进行确定或根据用户要求确定。特技类飞机：nynax=8、nymin=-3

半特技类飞机(战术轰炸机、多用途飞机):nymax=4～6非特技类飞机：nymax=2.5～4

2.飞机重力G的确定(即飞机质量m的确定)

①基本飞行设计质量m;

基本飞行质量与最大使用过载是飞机外载荷计算、结构设计和强度计算的重要参数。它基本上确定了一架飞机的强度水平。用于各种主要载荷的计算。

②最小飞行质量mmin

主要用于突风(阵风)载荷计算。

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主要参数确定

③最大设计质量mmax

主要用于地面滑行、起飞及必要的飞行载荷的计算，防止颤振和振动计算时也要用到。

④着陆设计质量m₂

主要用于飞机的着陆设计载荷及相应的强度计算。

3.最大平飞速度和极限速度

●最大平飞速度vmax(对应于使用限制速压qmax)---基本飞行重量—按战术技术要求确定。

●极限速度vmaxmax(对应于强度极限速压qmacmax)

结构设计是要对强度极限速压qmaxma的数值进行限制。

●当量速度(空速)va概念

其中：pH、po分别为飞行高度H处的空气密度和海平面空气密度。

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由上式可得OA和OD限制线。与各种情况相应的飞行状态见图3-15。

因为

L

G

飞行轨迹

n-Va与

飞机状态

ny-q

nys

q(或V

Cy

A

A

n