飞机定义和分类及飞机研制过程

飞机定义和分类以及飞机开发过程具有比空气重的动力装置和固定翼的飞机。动力装置用于生成推力(拉力)力或动力升力，机翼用于在大气中移动时产生升力。也有人把气球和飞艇以外的飞机称为飞机。1903年，美国莱特兄弟设计的飞机成功飞行，是世界上第一次能够以比空中飞机更重的动力驾驶的飞机。一、飞机的分类飞机是航空运输系统的运输工具。经过近一个世纪的发展，飞机的飞行性能已经达到了很高的水平。以速度为例，目前大部分民用飞机都是亚音速(即飞机飞行速度和声速的比率，或马赫数m小于0.75)民用飞机，但超音速(m在0.75到1.2之间)和超音速(m在1.2到5.0之间)民用飞机也是前苏联1977年启动的图144机所有飞机都可以分为飞机和宇宙飞船，这是大气层，航天飞机，行星探测器等宇宙飞船。飞机可以分为比空气轻的飞机(例如气球、飞艇等)和飞机以及各种直升机、滑翔机、旋翼等比空气重的飞机。飞机是主要的飞机，用途很多，分类方法也很多。(a)按结构分类根据不同的结构，飞机可以分为不同的类型。根据机翼的数量，飞机一般可以分为双翼和单翼机器。按发动机类型分为活塞发动机和螺旋桨组飞机和喷气式飞机。引擎数可以分为单引擎、双引擎、三引擎、四引擎。着陆地点可分为陆路飞机、雪地(冰)登机飞机、水上飞机、两栖飞机和船上飞机。起飞和降落方法可以分为滑动和垂直/短距离起飞和降落飞机。此外，还可以根据尾翼的位置或数量、机身数量进行分类。(b)按用途分类由于飞机的性能、结构和外观基本上是由用途决定的，因此按用途分类是最重要的分类方法之一。现代飞机主要可以分为军用飞机和民用飞机，研究和实验专用飞机可以称为研究机。以下是对民用飞机的主要介绍。1.客机用于运送旅客和邮件，与国内各城市、地区或国际间城市联系。客机可以根据大小和航行进一步划分：用于洲际航线的远程(大型)客机；用于国内干线的中程(中型)客机；用于地方航线(支线)的短途(轻型)客机。目前所有国家使用的客运飞机大部分是亚音速机器。超音速客机有两种，最大巡航速度约是声速的两倍。中型客机广泛使用，如带喷气式飞机和螺旋桨的“三叉戟”。2.货机用于货物运输，一般负荷大，有大门，机身可折，便于装卸；货机维修和维护可以在简单复杂的气候下飞行。3.教练组(民间)用于民航飞行员训练，一般分为初级教练组和高级教练组。4.农业机械、林业机用于农业喷雾、施肥、播种、森林巡逻、灭火等。大部分属于轻型飞机。5.体育器械用于运动降落伞等体育发展，可以用作机动飞行。6.多用途轻型飞机这种飞机用于地质勘探、航空摄影、航空旅行、应急救援、短程运输等，种类和用途各不相同。农林机械、健身机、多用途轻型飞机都属于普通航空的范畴。在美国、英国等地，通用航空是指一般不属于军用航空，也不属于定期民用货物运输的航空活动。组成：飞机的主要组成部分有机体、坠落装置、动力装置、飞行控制系统、机载设备和其他系统。战斗机也有机载武器系统。第一次世界大战时，飞机在180-220公里/到6000-7000米、400-450公里的航程、轰炸机1000-2000公斤的轰炸机投入战斗。第二次世界大战期间，飞机达到750公里/英里，轰炸机就能携带约10吨的炸弹。20世纪40年代中期以后，随着发动机从活塞发展到喷气，飞机的飞行性能有了很大提高。在80年代，超过30000米，最大速度超过3倍，航行超过2000公里，最大装载量超过100吨。飞机是高度集成的现代科学技术的表现。飞机作为航空技术的重要代表，一百多年来随着科学技术的进步而大幅度发展，航空技术不断提出的新要求也起到了促进和推动科学技术发展的作用。现代飞机综合应用了一系列基础科学、应用科学和工程技术的最新成果，包括机械、材料科学、电子技术、计算机技术、喷气推进技术、自动控制理论和技术、制造工艺等领域的成果，实际上，现代飞机已成为进步和复杂的工程系统。因此，飞机的设计工作、设计方法不断变化和革新，逐渐发展成为系统工程的设计方法。一、飞机分类和飞机要求飞机根据其功能可分为军用飞机和民用飞机两类。军用飞机主要执行空中拦截、侦察、轰炸、攻击、预警、反潜、电子干扰、军事运输、空运等任务。民用飞机是指商业客机、货机等非军用飞机，它们已成为稀、快、方便、安全的运输工具；还有通用航空公司使用的飞机，例如农业工作、造林、救灾、医疗救护、航空测量和体育。为了完成各种不同的任务，不同的飞机有不同的技术要求。军用飞机的情况是战术技术要求。对于民用飞机，称为使用技术要求。除了速度、乘航、航行、起飞和降落滑动距离、装载重量、机动性(对战斗机)等指标外，还对全天候是否可行、机场和飞机本身的可维修性、保障性等有要求。军用飞机和现代大型客机的飞行速度、提升限制、航行都在持续增加。现代战斗机的最大飞行速度通常是声速的两倍以上，即Ma2；飞行高度限制在20000米以上。图5.1中的数量30 MK和图5.4中的阵风战斗机是第三代(也称为第三代半)高移动性超音速战斗机。数量30 MK设计的最大Ma数量为2.49，提升幅度为18.5公里，提升幅度为3700公里；应用了翅膀集成技术以支持的变换。机动性强，负载系数(也称为使用过载系数)最大可达9g，完成著名的“眼镜蛇”机动，其他飞机不容易。随着航空电子技术的快速发展，未来战场环境更加恶劣和复杂，各种新型雷达、尖端探测器、精密制导武器的出现，对军用飞机构成了非常严重的威胁。为了提高军机的生存力和战斗力，各国正在努力开发能见度低的隐形技术。图1.1中所示的f-117a是美国使用早期隐形技术的第一代亚音速隐形飞机，其外形由多个方向不同的小平面连接构成。目前正在开发的第四代战斗机(在俄罗斯被称为第五代战斗机)是强调隐形技术、超音速巡航、过失速度机动和推力矢量控制、近距离起飞和良好保守性等性能的美国的F-22是第一代表机型二、飞机开发过程新飞机的操作需要经过以下四个阶段。1.制定技术要求一般来说，新飞机的战术技术要求或技术要求可以通过飞机设计单位和订购单位之间的协商制定。技术要求决定了飞机的主要性能指标、主要使用条件和机载设备等。设计单位需要新的飞行功能满足这些技术要求，订购单位需要根据这些要求接受新的飞机。因此，飞机的技术要求是飞机设计的基本基础。飞机设计过程飞机设计单位根据开发的飞机技术要求进行飞机设计。飞机设计一般分为整体设计和结构设计两部分。总体设计：主要任务是确定总体机械主要参数：整机重量G、发动机推力家具和机翼载荷G/S(S (s是机翼面积)。确定飞机的基本形状，例如机翼、尾翼平面形状、近似大小和气动布局。选择引擎。然后进行飞行性能的初步估计。满足要求后，绘制飞机的三个面。执行飞机部署；确定结构样式和主要力构件的放置，并给出飞机各零件的重量控制指标。结构设计：在整体设计的基础上，对飞机零部件结构进行初步设计(或结构校准设计)。整个机械结构的强度计算；完成零零部件的详细设计和详细设计，完成结构中所有零零部件工程图和部件、零部件安装图。飞机制造工艺。飞机制造厂根据飞机设计单位提供的设计图纸和技术资料进行试制。配备所有设备、系统、引擎后，经过飞机工厂首次试生产(一般为“0”批，2-4架生产)的新飞机，可以投入全部机器强度、疲劳和损伤容限验证试验和试飞。随着计算机技术的快速发展，设计单元的大部分设计工作都是通过计算机辅助设计系统(CAD)完成的，其中包括分析、计算、配置设计、计算机图形、计算机图形、开发等。有些已发展为CAD/CAM集成，您只需在生产时将计算机上存储的所有数据传递到计算机辅助制造系统(CAM)，从而高度集成整个飞机的设计和制造过程。4.飞机的试飞、定型过程包括整个机器的静态强度测试、部分必要的疲劳、允许损坏的困难的初始验证测试、起落架测试以及整个机器的各系统测试，然后进行试飞。通过试飞全面检查飞机是否安全，性能是否符合技术要求。设计、制造、试飞中出现的各种问题，通过设计变更或制造方法改进等都排除在外。最后，飞机将固定观念投资于少量批量生产。在新飞机的开发过程中，经常需要大量的科学研究和实验。例如，要选择满