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飞机结构与系统
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《飞机结构与系统》全套课件,飞机结构与系统,飞机,结构,系统,全套,课件
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绪论(Introduction)航空器系统与动力装置0 绪论绪论绪论?航空器与飞机的分类航空器与飞机的分类?对客机的要求对客机的要求?运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论(一)飞行器及其分类飞行器(一)飞行器及其分类飞行器在大气层内、外空间飞行的器械。火箭与导弹航天器:在在大气层内、外空间飞行的器械。火箭与导弹航天器:在大气层外大气层外空间运行的飞行器。航空器:在空间运行的飞行器。航空器:在大气层内大气层内飞行的飞行器。飞行的飞行器。1.航空器与飞机分类航空器与飞机分类航空器系统与动力装置0 绪论(二)航天器分类(二)航天器分类1.航空器与飞机分类航空器与飞机分类航空器系统与动力装置0 绪论1.航空器及其分类航空器及其分类(三)航空器的分类(三)航空器的分类航空器系统与动力装置0 绪论Montgolfier 蒙特哥菲兄弟蒙特哥菲兄弟17831783年年1111月月2121日，法国日，法国人罗齐埃和达尔朗德在巴人罗齐埃和达尔朗德在巴黎米也特堡，乘坐蒙特哥黎米也特堡，乘坐蒙特哥菲新制的热气球试飞。这菲新制的热气球试飞。这是人类第一次成功的升空是人类第一次成功的升空航行。航行。1.航空器及其分类航空器及其分类航空器系统与动力装置0 绪论“齐柏林”号硬式飞艇1.航空器及其分类航空器及其分类航空器系统与动力装置0 绪论李林达尔李林达尔李林达尔李林达尔著有著有飞翔中的飞翔中的实际经验实际经验，成，成为后来航空科学为后来航空科学家、设计师必读家、设计师必读的经典的经典1.航空器及其分类航空器及其分类航空器系统与动力装置0 绪论2.飞机分类飞机分类苏苏苏苏- -2727A380A380飞机军机民机通用机运输机验证机1.按用途分类按用途分类：航空器系统与动力装置0 绪论X-43AX-292.飞机分类飞机分类试验验证机航空器系统与动力装置0 绪论2.飞机分类飞机分类2.按构造分类2.按构造分类航空器系统与动力装置0 绪论2.飞机分类飞机分类民用运输机多为：民用运输机多为： 后掠下单翼后掠下单翼 单机身单垂尾单机身单垂尾 翼下吊挂或机身尾吊发动机翼下吊挂或机身尾吊发动机 前三点轮式起落架前三点轮式起落架航空器系统与动力装置0 绪论2.飞机分类飞机分类巡航速度载重航程客座数量机身宽度低速 、亚音速高亚音速、超音速飞机短程(5000km)小型（100座以下）中型（100200座）大型（200座以上）窄体、半宽体、宽体、双层宽体3.按照性能特点分类3.按照性能特点分类超音速客机超音速客机 : 图图-144、协和号、协和号 Boeing-747 波音波音-747-400属于：洲际属于：洲际（12970km）巨型巨型（378吨吨、550550座座）高亚音速高亚音速（900939km/h）涡涡扇式宽体扇式宽体（6.13m）客机客机 Boeing-747 B777B777成为第一架无图设计飞机成为第一架无图设计飞机 航空器系统与动力装置0 绪论2.飞机分类飞机分类4.按进近指示空速分类：4.按进近指示空速分类：类：（）类：（）类：（）类：（）类：（）5.按航线分：5.按航线分：干线客机支线客机五代喷气式干线客机 开始服役年开始服役年代代 典型机种典型机种 一一 50年代年代 波音波音-707、DC-8、图、图-104 二二 60年代年代 波音波音-727、737、DC-9、图、图-154 三三 70年代年代 波音波音-747、DC-10、A300 四四 80年代年代 波音波音-757、767、A-310、320（电传操纵系统）（电传操纵系统）、图、图-204 五五 90年代年代 波音波音-777、A330、A340 飞机飞行速度增长曲线飞机飞行速度增长曲线 航空器系统与动力装置0 绪论1.对客机的基本要求：? 气动性好气动性好? 结构完整性结构完整性? 重量轻重量轻? 工艺性好、使用维护方便。工艺性好、使用维护方便。2.对客机的特殊要求：? 安全安全? 经济经济? 舒适舒适3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全对旅客机的特殊要求对旅客机的特殊要求 安全：安全：民用运输的生命线民用运输的生命线 （飞行安全与飞行事故密切相关（飞行安全与飞行事故密切相关 ） 经济经济: : 世界各民用航空公司运行的主要指标世界各民用航空公司运行的主要指标 加大单机载客量（将出现加大单机载客量（将出现50050010001000座）座） 降低油耗（大涵道比或超大涵道比的大推力涡扇发动机）降低油耗（大涵道比或超大涵道比的大推力涡扇发动机） 提高升阻比和巡航速度（翼剖面增厚的大展弦比超临界翼型）等提高升阻比和巡航速度（翼剖面增厚的大展弦比超临界翼型）等 舒适：舒适：机身加宽、座舱自动调温增压、缩短空中飞行时间、改善机身加宽、座舱自动调温增压、缩短空中飞行时间、改善服务、娱乐设施等服务、娱乐设施等 航空器系统与动力装置0 绪论3.航空3.航空事故三大主因：事故三大主因：? 人人? 机机（航空器）（航空器）? 环境环境4.航空更安全的关注重点4.航空更安全的关注重点? 人为因素人为因素（事故人因80以上：机组占60以上；（事故人因80以上：机组占60以上；空管、气象等占5-10空管、气象等占5-10）? 进近和着陆进近和着陆? 可控飞行撞地(CFIT) 可控飞行撞地(CFIT) ? 失去对飞机的控制失去对飞机的控制3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全航空事故的主要原因：航空事故的主要原因： 环境环境：机上设备的使用环境：机上设备的使用环境、人员的生活工作环境人员的生活工作环境、自然环境自然环境。 自然环境自然环境：飞行区域的天气飞行区域的天气、地形和其他自然现象地形和其他自然现象，当其以风当其以风、雨雨、冰冰、闪电闪电、山脉和火山灰等形式存在时山脉和火山灰等形式存在时，可能对飞行安全产生影可能对飞行安全产生影响响。 （回避回避、限制限制、采取一些措施采取一些措施） 飞机飞机：飞机本身的安全性是飞行安全的基本保证：飞机本身的安全性是飞行安全的基本保证。 （通过设计通过设计、制造制造、管理保证管理保证） 人为人为：机组机组、维护、空管、气象等同飞机营运相关人、维护、空管、气象等同飞机营运相关人员的影响。员的影响。最主要原因最主要原因 航空器系统与动力装置0 绪论事故率由每百万飞行架次27下降至每百万飞行架次在1.53 事故率由每百万飞行架次27下降至每百万飞行架次在1.53 3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全19591996年世界商业大型喷气机队飞行事故率年世界商业大型喷气机队飞行事故率航空器系统与动力装置0 绪论3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全航空器系统与动力装置0 绪论3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全19871996年世界商用大型喷气机飞行事故主要原因统计年世界商用大型喷气机飞行事故主要原因统计航空器系统与动力装置0 绪论3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全世界商用大型喷气机各飞行阶段飞行事故统计世界商用大型喷气机各飞行阶段飞行事故统计运输机失事地点分布运输机失事地点分布 第一部分 绪论 航空器系统与动力装置0 绪论3.对客机的要求与飞行安全对客机的要求与飞行安全19871996年世界商用大型喷气机死人事故的种类统计年世界商用大型喷气机死人事故的种类统计航空器系统与动力装置0 绪论?机体?起落装置?飞行操纵?动力装置?飞机机载设备4.运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论1.机体1.机体 机身机身：装载装载连接机、尾翼连接机、尾翼 机翼机翼：产生升力产生升力装载燃油装载燃油安装发动机、起落架等安装发动机、起落架等 尾翼尾翼：平衡、安定性、操纵性平衡、安定性、操纵性4.运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论2.起落装置2.起落装置? 起落架：起落架： 地面支撑、运动、减速，地面支撑、运动、减速， 着陆减震着陆减震? 增升装置：增升装置： 改善起降性能，缩短起降距离改善起降性能，缩短起降距离? 减速装置：减速装置： 同上同上4.运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论3.飞行操纵系统3.飞行操纵系统? 主操纵系统主操纵系统： 用于控制飞机姿态用于控制飞机姿态? 辅助操纵系统辅助操纵系统： 改善操纵性改善操纵性4.运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论4.动力装置4.动力装置? 发动机发动机 提供拉力或推力提供拉力或推力? 飞机燃油系统飞机燃油系统 向发动机供油向发动机供油? 发动机操纵和仪表发动机操纵和仪表4.运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论5.飞机设备：5.飞机设备：? 保证安全、可靠、舒适保证安全、可靠、舒适? 包括包括 特设特设 液压液压 空调空调 紧急设备紧急设备 4.运输机的基本组成运输机的基本组成航空器系统与动力装置0 绪论本章小结本章小结基本问题：基本问题：航空器的分类及各类航空器的主要特点客机按性能的分类对旅客机的基本要求与专门要求航空飞行事故的影响因素及进一步提高商业航空安全的关注重点航空器的分类及各类航空器的主要特点客机按性能的分类对旅客机的基本要求与专门要求航空飞行事故的影响因素及进一步提高商业航空安全的关注重点第第1章 飞机载荷与机体结构章 飞机载荷与机体结构（Aircraft Load and Airframe）航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载本章主要介绍：?飞机飞行载荷及载荷系数飞机飞行载荷及载荷系数?机体载荷及结构型式机体载荷及结构型式?航空器设计规范及适航标准航空器设计规范及适航标准航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数飞机载荷可分为：? 飞行载荷飞行载荷：在飞行中受到的气动力（包括升力Y、阻力X、侧向力Z等）、重力G、推（拉）力P等和各种力矩M。在飞行中受到的气动力（包括升力Y、阻力X、侧向力Z等）、重力G、推（拉）力P等和各种力矩M。航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数? 地面载荷地面载荷：在地面受到的地面支持力、地面摩擦力、飞机重力等。在地面受到的地面支持力、地面摩擦力、飞机重力等。? 座舱增压载荷座舱增压载荷：飞机气密座舱所受的内外气压差飞机气密座舱所受的内外气压差航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数飞机载荷主要由机体及起落架结构承受。机体结构完整性与最小重量是结构设计、维护、使用的主要要求。飞机载荷主要由机体及起落架结构承受。机体结构完整性与最小重量是结构设计、维护、使用的主要要求。结构完整性结构完整性保证结构强度、刚度、疲劳安全寿命、损伤容限及可靠性等飞机结构特性的总和保证结构强度、刚度、疲劳安全寿命、损伤容限及可靠性等飞机结构特性的总和航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数x xy yz z机体坐标系机体坐标系航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载?飞行载荷随飞机构型、飞行状态、发动机状态等变化。其中升力对机体受载的影响是较为严重的。飞行载荷随飞机构型、飞行状态、发动机状态等变化。其中升力对机体受载的影响是较为严重的。? 升力? 阻力? 侧向力SCYvy=221SCXvx=221SCZvz=221Cy升力系数Cx阻力系数Cz侧力系数1.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数升力系数曲线升力系数曲线航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.平飞飞机对称等速水平直线飞行飞机对称等速水平直线飞行1.1.1 几种典型飞行状态载荷几种典型飞行状态载荷Fx=0 P=XFy=0 Y=GZ0 M=0航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载cos2GYRvgGman=RvgGGY2cos+=1.1.1 几种典型飞行状态载荷几种典型飞行状态载荷2.垂直平面内曲线飞行航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载3.水平平面内曲线飞行GY=coscosGY =1.1.1 几种典型飞行状态载荷几种典型飞行状态载荷航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载10002yYYYYCwv S= =1.1.1 几种典型飞行状态载荷几种典型飞行状态载荷4.突风载荷航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.载荷系数载荷系数（load factor）：）：? 飞机载荷系数是飞机在某飞行状态下升力与重力的比值，即飞机载荷系数是飞机在某飞行状态下升力与重力的比值，即? 飞机载荷系数表明了机体受载的严重程度。飞机载荷系数表明了机体受载的严重程度。? 注意：飞机载荷系数（或称载荷因数，也称为过载）的正负取决于升力在机体坐标系上的方向。注意：飞机载荷系数（或称载荷因数，也称为过载）的正负取决于升力在机体坐标系上的方向。GYn =1.1.2 飞机载荷系数飞机载荷系数航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1.2 飞机载荷系数飞机载荷系数2.几种典型状态下的载荷系数载荷系数? 平飞 ：平飞 ：? 垂直平面内曲线飞行：垂直平面内曲线飞行：? 水平平面内曲线飞行：水平平面内曲线飞行：? 垂直突风：垂直突风：1=ngRvn2cos+=cos1=nQwvCGSwvCnyy212100=航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1.2 飞机载荷系数飞机载荷系数3.限制载荷系数、极限载荷系数限制载荷系数、极限载荷系数?极限载荷系数n极限载荷系数n极限极限: :? 设计、审定飞机时规定的最大载荷系数，又称设计、审定飞机时规定的最大载荷系数，又称设计载荷系数n设计载荷系数n设计设计。?限制载荷系数n限制载荷系数n限制限制: :? 正常飞行中允许使用的最大载荷系数。又称正常飞行中允许使用的最大载荷系数。又称使用载荷系数n使用载荷系数n使用使用?使用限制：n n使用限制：n n使用使用 n n设计设计航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1.2 飞机载荷系数飞机载荷系数4.运输机突风载荷系数影响因素：4.运输机突风载荷系数影响因素：式中为翼载荷：式中为翼载荷：? 适当减小飞行速度可减小飞机适当减小飞行速度可减小飞机载荷系数，但速度太小则容易失速。载荷系数，但速度太小则容易失速。? 以穿越颠簸有利速度和适当高度飞行，具有最强的抗突风能力。以穿越颠簸有利速度和适当高度飞行，具有最强的抗突风能力。? 在所有可能的情况下都应避开严重颠簸区域。在所有可能的情况下都应避开严重颠簸区域。SGQ =QwvCGSwvCnyy212100=航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.载荷分类1.载荷分类按作用点特征分为：按作用点特征分为：集中载荷集中载荷作用于一点（小面积）上的载荷作用于一点（小面积）上的载荷分布载荷分布载荷作用在一个面积或长度上的载荷根据作用于的过程特征分为：作用在一个面积或长度上的载荷根据作用于的过程特征分为：静载荷静载荷大小和方向不变或以缓慢变化的方式施加的载荷大小和方向不变或以缓慢变化的方式施加的载荷动载荷动载荷以非常迅速的方式施加的载荷以非常迅速的方式施加的载荷疲劳载荷疲劳载荷多次重复、反复变化的载荷多次重复、反复变化的载荷1.1.3 载荷、变形、应力、强度和刚度载荷、变形、应力、强度和刚度航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1.3 载荷、变形、应力、强度和刚度载荷、变形、应力、强度和刚度2.构件变形2.构件变形基本变形基本变形：拉伸(或压缩) 剪切扭转弯曲拉伸(或压缩) 剪切扭转弯曲组合变形组合变形3.内力和应力3.内力和应力内力构件内部相连两部分之间的相互作用力相应基本变形的内力：轴力、剪力、扭矩、弯矩应力内力在截面上分布的密集程度内力构件内部相连两部分之间的相互作用力相应基本变形的内力：轴力、剪力、扭矩、弯矩应力内力在截面上分布的密集程度航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载1.1.3 载荷、变形、应力、强度和刚度载荷、变形、应力、强度和刚度4.强度和刚度强度强度（structure strength）：结构抵抗破坏的能力。刚度：结构抵抗破坏的能力。刚度（structure rigidity）：结构抵抗变形的能力。：结构抵抗变形的能力。结构强度和结构刚度是衡量飞机结构承载能力大小的基本标志。结构强度和结构刚度是衡量飞机结构承载能力大小的基本标志。航空器系统与动力装置1-1 飞机飞行载荷与过载基本概念：基本概念：飞机载荷、静载荷、动载荷、疲劳载荷强度、刚度、结构完整性飞机载荷系数、设计载荷系数、使用载荷系数飞机载荷、静载荷、动载荷、疲劳载荷强度、刚度、结构完整性飞机载荷系数、设计载荷系数、使用载荷系数主要问题：主要问题：?曲线飞行、平飞遇垂直突风的载荷及其变化。曲线飞行、平飞遇垂直突风的载荷及其变化。?限制飞机坡度的基本因素。限制飞机坡度的基本因素。?飞机载荷系数、设计载荷系数、使用载荷系数的实用意义飞机载荷系数、设计载荷系数、使用载荷系数的实用意义?运输机突风过载的影响因素与控制运输机突风过载的影响因素与控制本节小结本节小结航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2 机翼载荷与机翼、尾翼结构机翼载荷与机翼、尾翼结构航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.机翼的用途机翼的用途?气动作用：气动作用：气动作用：气动作用：提供升力，提供升力，提供升力，提供升力，保证飞机的飞行性能和保证飞机的飞行性能和保证飞机的飞行性能和保证飞机的飞行性能和机动性能，横向稳定性和操纵性。机动性能，横向稳定性和操纵性。机动性能，横向稳定性和操纵性。机动性能，横向稳定性和操纵性。?安装起落架、发动机、贮放燃油、武器等。安装起落架、发动机、贮放燃油、武器等。安装起落架、发动机、贮放燃油、武器等。安装起落架、发动机、贮放燃油、武器等。1.2.1 机翼功用与布置机翼功用与布置航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式现代客机机翼（薄壁结构）现代客机机翼（薄壁结构）现代客机机翼（薄壁结构）现代客机机翼（薄壁结构）1.2.1 机翼功用与布置机翼功用与布置航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.2 机翼载荷、变形及结构布置特点机翼载荷、变形及结构布置特点作用在机翼上的外载荷：作用在机翼上的外载荷：作用在机翼上的外载荷：作用在机翼上的外载荷：?空气动力载荷空气动力载荷?机翼结构的质量力机翼结构的质量力?集中力集中力航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式? 弯曲（上、下部件分别受拉、压）弯曲（上、下部件分别受拉、压）? 扭转（扭转（压力中心、重心、刚心不重合所致压力中心、重心、刚心不重合所致）? 剪切。剪切。1.2.2 机翼载荷、变形及结构布置特点机翼载荷、变形及结构布置特点机翼的变形机翼的变形航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.2 机翼载荷、变形及结构布置特点机翼载荷、变形及结构布置特点翼剖面的三心及机翼的翼剖面的三心及机翼的压力中心线、重心线及刚心线压力中心线、重心线及刚心线航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?机翼气动载荷、机翼结构质量力从翼尖到翼根逐渐增大。机翼气动载荷、机翼结构质量力从翼尖到翼根逐渐增大。?在有集中力作用的剖面，结构进行了加强。在有集中力作用的剖面，结构进行了加强。?在机翼上安装部件、设备等，在飞行中有减小机翼根部内力的作用，即在机翼上安装部件、设备等，在飞行中有减小机翼根部内力的作用，即“卸载作用卸载作用”。1.2.2 机翼载荷、变形及结构布置特点机翼载荷、变形及结构布置特点机翼外载荷及总体结构布置特点：机翼外载荷及总体结构布置特点：航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式（一）基本组成构件（一）基本组成构件翼梁、桁条、翼助、蒙皮翼梁、桁条、翼助、蒙皮1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式（二）类型（二）类型?布质蒙皮机翼布质蒙皮机翼? 早期低速飞机用早期低速飞机用? 蒙皮只承受局部气动力而不参与总体受力蒙皮只承受局部气动力而不参与总体受力?复合材料机翼、金属材料机翼复合材料机翼、金属材料机翼? 梁式梁式? 单块式单块式? 多墙式多墙式? 夹层、整体结构夹层、整体结构? 混合式混合式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式带前后墙的单梁式直机翼带前后墙的单梁式直机翼带前后墙的单梁式直机翼带前后墙的单梁式直机翼1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式双梁式直机翼结构双梁式直机翼结构双梁式直机翼结构双梁式直机翼结构1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式多梁式机翼多梁式机翼协和协和协和协和1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式多梁式机翼结构多梁式机翼结构多梁式机翼结构多梁式机翼结构1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式结构特点结构特点? 有墙无梁或梁弱；有墙无梁或梁弱；? 桁条多而强，蒙皮厚。桁条多而强，蒙皮厚。? 蒙皮与桁条组成壁板。蒙皮与桁条组成壁板。单块式机翼航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式多墙式机翼多墙式机翼多墙式机翼多墙式机翼1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式结构特点：结构特点：?较多纵墙较多纵墙?蒙皮厚蒙皮厚?无长桁无长桁航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?蒙皮厚，刚度大蒙皮厚，刚度大?多用于现代高速飞机多用于现代高速飞机1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式夹层结构、整体结构航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?根部局部为梁式,便于开口和连接根部局部为梁式,便于开口和连接?外段和其他位置为单块式、新型结构等以减轻重量。外段和其他位置为单块式、新型结构等以减轻重量。1.2.3 机翼基本组成构件、机翼结构型式机翼基本组成构件、机翼结构型式混合式结构航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.4 副翼型式特点副翼型式特点?副翼（aileron）副翼（aileron）单副翼襟副翼内外混合副翼单副翼襟副翼内外混合副翼航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?副翼是位于机翼后缘外部并在左右翼上同时反向副翼是位于机翼后缘外部并在左右翼上同时反向副翼是位于机翼后缘外部并在左右翼上同时反向副翼是位于机翼后缘外部并在左右翼上同时反向偏转以产生滚转力矩的机翼活动部分。它对飞机偏转以产生滚转力矩的机翼活动部分。它对飞机偏转以产生滚转力矩的机翼活动部分。它对飞机偏转以产生滚转力矩的机翼活动部分。它对飞机实现横向控制实现横向控制实现横向控制实现横向控制。?结构与机翼类似结构与机翼类似?机翼弯曲过大可能导致卡阻机翼弯曲过大可能导致卡阻1.2.4 副翼型式特点副翼型式特点航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.4 副翼型式特点副翼型式特点?副翼反效:副翼反效:指当飞行速度过大时，副翼偏转后使机翼发生显著扭转变形，导致迎角改变形成的附加升力产生的滚转效应将超过副翼偏转本身形成的附加升力产生的滚转操纵效应，而使飞机出现反向滚转的现象。指当飞行速度过大时，副翼偏转后使机翼发生显著扭转变形，导致迎角改变形成的附加升力产生的滚转效应将超过副翼偏转本身形成的附加升力产生的滚转操纵效应，而使飞机出现反向滚转的现象。航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.4 副翼型式特点副翼型式特点只有当只有当VVcr时才会出现副翼反效；增大机翼刚度，则可提高时才会出现副翼反效；增大机翼刚度，则可提高Vcr；使用中：；使用中：?使用内外副翼使用内外副翼?不得损失机翼抗扭刚度。不得损失机翼抗扭刚度。?防止飞行速度V超过防止飞行速度V超过Vcr。航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?增升装置包括：?前缘襟翼前缘襟翼（leading edge flaps）?前缘缝翼前缘缝翼（leading edge slats）?后缘襟翼后缘襟翼（trailing edge flaps）?后缘襟翼典型型式：?简单式襟翼简单式襟翼?富勒式襟翼富勒式襟翼?分裂式襟翼分裂式襟翼?开缝式襟翼开缝式襟翼1.2.5 增升装置布置增升装置布置航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.5 增升装置布置增升装置布置航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.5 增升装置布置增升装置布置航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.5 增升装置布置增升装置布置前缘襟翼前缘襟翼航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.5 增升装置布置增升装置布置后缘襟翼的典型型式后缘襟翼的典型型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.5 增升装置布置增升装置布置航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?飞机尾翼组成飞机尾翼组成? 水平尾翼水平尾翼? 垂直尾翼垂直尾翼?尾翼的功用尾翼的功用?尾翼配置型式尾翼配置型式? 正常尾翼正常尾翼? 后掠尾翼后掠尾翼? 高平尾翼高平尾翼1.2.6 飞机尾翼飞机尾翼航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.6 飞机尾翼飞机尾翼飞机尾翼典型配置型式飞机尾翼典型配置型式航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式C130C1301.2.6 飞机尾翼飞机尾翼航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.6 飞机尾翼飞机尾翼MD-82航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式1.2.6 飞机尾翼飞机尾翼ATR72航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式?尾翼结构尾翼结构?全动平尾全动平尾? 水平安定面与升降舵合二为一的尾翼。水平安定面与升降舵合二为一的尾翼。? 作用：提高飞机的俯仰操纵效率作用：提高飞机的俯仰操纵效率1.2.6 飞机尾翼飞机尾翼航空器系统与动力装置1-2 机翼载荷与结构形式本节小结本节小结?基本概念基本概念：内外混合副翼、襟副翼、副翼反操纵、全动平尾内外混合副翼、襟副翼、副翼反操纵、全动平尾?主要问题：主要问题：飞机机体结构组成部件及总体结构特点。机翼的功用，机翼外载荷的种类、机翼结构总体布置特点。机翼基本组成构件和金属蒙皮机翼典型结构型式。民用飞机副翼、增升装置的型式。尾翼的功用、组成、民用飞机尾翼的典型配置。飞机机体结构组成部件及总体结构特点。机翼的功用，机翼外载荷的种类、机翼结构总体布置特点。机翼基本组成构件和金属蒙皮机翼典型结构型式。民用飞机副翼、增升装置的型式。尾翼的功用、组成、民用飞机尾翼的典型配置。航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3机身载荷与结构型式机身载荷与结构型式航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式机身的功用:?装载人员、货物；装载人员、货物；?安装飞机设备；安装飞机设备；?连接机翼、尾翼及其它部件为一整体。连接机翼、尾翼及其它部件为一整体。1.3 机身载荷与结构型式机身载荷与结构型式航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式?装载物集中力装载物集中力?机翼、尾翼等传给机身的集中力机翼、尾翼等传给机身的集中力?结构质量力结构质量力?座舱增压载荷、气动力座舱增压载荷、气动力1.3.1 机身外载荷机身外载荷航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.1 机身外载荷机身外载荷机翼、机身受载特点比较:机翼、机身受载特点比较:?机翼机翼? 主要承受分布气动力；主要承受分布气动力；? 主要考虑垂直方向的载荷和变形。主要考虑垂直方向的载荷和变形。?机身机身? 主要承受集中力；主要承受集中力；? 需同时考虑机身结构在水平方向和垂直方向的载荷和变形。需同时考虑机身结构在水平方向和垂直方向的载荷和变形。航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.1 机身外载荷机身外载荷?对称载荷对称载荷：对称载荷是指作用于机身纵向对称面两边近似相等的载荷。：对称载荷是指作用于机身纵向对称面两边近似相等的载荷。?不对称载荷不对称载荷：不对称载荷是指作用于机身纵向对称面两边不相等的载荷。：不对称载荷是指作用于机身纵向对称面两边不相等的载荷。航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.2 机身结构型式机身结构型式现代飞机机身为薄壳式机身薄壳式机身：? 骨架蒙皮骨架蒙皮航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.2 机身结构型式机身结构型式?桁梁式机身桁梁式机身? 结构特点 大梁较强 桁条较弱 蒙皮比较薄航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.2 机身结构型式机身结构型式?桁条式机身桁条式机身? 结构特点结构特点 局部弱梁或无梁局部弱梁或无梁 桁条多而强桁条多而强 蒙皮比较厚，与桁条构成壁板蒙皮比较厚，与桁条构成壁板桁条式客机机身结构桁条式客机机身结构桁条式客机机身结构桁条式客机机身结构航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.2 机身结构型式机身结构型式? 现代客机机身结构现代客机机身结构以桁条式结构为基础，增加承载能力强的地板航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.2 机身结构型式机身结构型式?蒙皮式机身? 结构特点结构特点 厚蒙皮与隔框厚蒙皮与隔框 蒙皮强度、刚度大蒙皮强度、刚度大? 使用特点使用特点 强度、刚度大强度、刚度大 机身重量大机身重量大 不适于大开口不适于大开口航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.3 现代客机的舱位概述现代客机的舱位概述?一般客舱布置：（窄体）单通道；（宽体）双通道。一般客舱布置：（窄体）单通道；（宽体）双通道。?纵向：机头段、机身中段、机尾段纵向：机头段、机身中段、机尾段?竖向除竖向除B747,A380（分三层）外，均分两层布置。（分三层）外，均分两层布置。航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.3 现代客机的舱位概述现代客机的舱位概述MD11舱位布置舱位布置航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.3 现代客机的舱位概述现代客机的舱位概述B737单通道客舱布置单通道客舱布置航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.3 现代客机的舱位概述现代客机的舱位概述B777客舱座位布置客舱座位布置航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.3 现代客机的舱位概述现代客机的舱位概述A380舱位分布舱位分布航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式B737驾驶舱布置驾驶舱布置1.3.3 现代客机的舱位概述现代客机的舱位概述航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.舱门、应急出口1.舱门、应急出口?供乘员进出飞机、装载食品、行李、货物及应急撤离。供乘员进出飞机、装载食品、行李、货物及应急撤离。?登机门登机门?勤务门勤务门?货舱门货舱门1.3.4 舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.4 舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用2.滑梯、滑梯/筏2.滑梯、滑梯/筏?滑梯（Slides）：滑梯（Slides）：已着地飞机的机上乘员在紧急情况下撤离飞机用。已着地飞机的机上乘员在紧急情况下撤离飞机用。己展开的波音737登机门滑梯航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.4 舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用?滑梯/筏（Rafts）：滑梯/筏（Rafts）：迫降水上的机上乘员撤离飞机、并作水上漂载用迫降水上的机上乘员撤离飞机、并作水上漂载用。?救生器材：救生器材：? 信号装置信号装置? 修理和救护设备修理和救护设备? 遮篷遮篷B777飞机滑梯-筏及救生器材航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.4 舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用滑梯，滑梯/筏使用：?每次滑出前即必须将滑梯，滑梯-筏预位；每次滑出前即必须将滑梯，滑梯-筏预位；?乘客正常离机开门之前，必须解除预位。乘客正常离机开门之前，必须解除预位。?水上紧急撤离时滑梯-筏的分离要点是：水上紧急撤离时滑梯-筏的分离要点是：?全部人员撤离飞机后立即分离全部人员撤离飞机后立即分离?掀开盖布并拉快速释放手柄掀开盖布并拉快速释放手柄?割断系留绳割断系留绳航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式1.3.4 舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用舱门、应急出口、滑梯/筏的布置及使用2009年1月15日A320鸟撞迫降哈德孙河2009年1月15日A320鸟撞迫降哈德孙河航空器系统与动力装置1-3 机身载荷与结构形式本节小结基本概念基本概念：对称载荷、不对称载荷对称载荷、不对称载荷主要问题：主要问题：机身结构典型构件及机身结构典型型式现代客机的舱门及应急出口功用及配置滑梯、滑梯-筏的功用、一般使用机身结构典型构件及机身结构典型型式现代客机的舱门及应急出口功用及配置滑梯、滑梯-筏的功用、一般使用航空器系统与动力装置1-4 机体结构强度基础1.4 设计规范、适航标准设计规范、适航标准航空器系统与动力装置1-4 机体结构强度基础1.4 设计规范、适航标准设计规范、适航标准?适航标准适航标准保证实现民用航空器的适航性而制定的最低安全标准。保证实现民用航空器的适航性而制定的最低安全标准。?设计规范设计规范?设计规范覆盖适航标准的要求设计规范覆盖适航标准的要求?是飞机设计的主要法定文件是飞机设计的主要法定文件航空器系统与动力装置1-4 机体结构强度基础飞机设计思想发展过程大致划分为五个阶段: 飞机设计思想发展过程大致划分为五个阶段: ? 静强度设计阶段静强度设计阶段? 静、动强度设计阶段静、动强度设计阶段? 静强度、动强度、疲劳安全寿命设计阶段静强度、动强度、疲劳安全寿命设计阶段? 静强度、动强度、经济寿命与损伤客限设计阶段静强度、动强度、经济寿命与损伤客限设计阶段? 结构可靠设计试用阶段结构可靠设计试用阶段1.4.1 飞机设计规范飞机设计规范航空器系统与动力装置1-4 机体结构强度基础机体设计思想的发展:机体设计思想的发展:? 静强度设计静强度设计（30年代）（30年代）? 动强度（刚度）设计动强度（刚度）设计（40年代）（40年代）? 疲劳安全寿命设计疲
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