第四章飞行器构造课件

第四章满足飞机结构、飞机结构特性、强度和刚度要求，尽量使小型飞机结构符合飞行性能所需的气动外形和表面质量飞机结构要求，易于使用、检查、维护和维修，使用过程中安全可靠，在特定生产条件下易于存储和保管，飞机结构要求简单，制造方便，生产周期短，成本低。飞机结构中使用的主要材料，铝镁合金：具有高强度、刚性、优良耐腐蚀性和低温性能的低成本合金钢：高非强度、简单工艺、稳定性能顶、低成本复合材料：多相材料，低密度、强度、高于刚度的耐久性、减震特性和工艺成型性能等特点。飞机结构、4.1机翼、机翼的基本组成部分机翼的组成形式、4.1.1机翼的基本组成部分(1)、机翼是飞机最主要的组成部分之一，主要功能是产生升力。同时，机翼内部可用于安装坦克和设备等。机翼上还安装了提升起飞和降落性能的提升装置，以及用于操纵飞机侧面的辅助机翼。很多飞机的起落架和动力装置也固定在机翼上。机翼的基本构件(2)，翼梁，翼梁是最强大的纵向构件，可以承受全部或大部分弯矩和剪力。翼梁由角栏、腹板和柱组成，截面大部分是工作字体。翼梁牢固地支撑在机身上。垂直墙、垂直墙和梁的区别在于边缘栏很弱，没有连接到机身。也就是说，垂直墙铰链在机身上。纵梁通常放置在机翼的前缘或后缘，连接到机翼的上下蒙皮，形成可以承受扭矩的闭合长方体段。由桁架、铝合金型材或板弯曲零件制作，在蒙皮内表面铆钉，支持和加强蒙皮。翼肋，形成并保持截面的形状；将垂直骨骼和蒙皮连接在一起。在双翼梁上传递来自皮肤和梯边梁的气动载荷。对于翼肋，必须承受集中负载并转移。蒙皮，蒙皮通常由坚硬的铝板制成，用铆钉或粘合剂固定在垂直和水平骨架上，形成光滑的表面。空气动力学直接作用于皮肤。用于将荷载从一个构件传递到另一个构件的接头。4.1.2机翼的组成形式，随着飞机速度的增加，机翼的组成形式发生了变化。在机翼结构形式的开发过程中，最主要的变化是维度型构件和力构件逐渐结合。机翼的主要结构是框架翼梁翼单翼、框架翼、框架翼主要用于飞机开发早期阶段，结构特征是应力部件和维度部件的完全区分。框架机翼的受力骨架是空间桁架系统，由翼梁、托梁、横杆(或翼肋)等组成。那种皮肤是用亚麻做的，只起到维度的作用。框架翼、梁翼、梁翼广泛应用于今天的飞机，具有强大的双翼梁、较小或较弱的梯边梁、薄的硬皮，通常采用金属铆钉结构。根据翼梁的数量，梁的翅膀可以进一步分为单梁的翅膀、双梁的翅膀和多梁的翅膀。梁的翅膀，单翼，单翼的特点是皮肤更厚，桁架更多，翼梁边缘栏很结实，甚至垂直桅杆没有双翼梁。单翼的维度构件和力量构件完全结合，在现代飞机上也广泛使用。单翼、4.2机身、民机机身的主要功能：装备与飞机、尾翼和其他组件连接的设备和设备的乘员和货物的部分固定动力装置和起落架、4.2.1机身的组成形式、机身的组成形式也随着飞机速度的增加而变化，维度组件逐渐与力量组件合并。机身的主要构造形式包括框架机身梯边梁体、框架机身、框架机身由力空间桁架系统和不参与全部力的蒙皮组成。大梁样式的主体、梯边梁薄壁结构主体的力构件包括梯边梁、梯边梁、支撑梁(普通框、加强框)、蒙皮和连接。梯边梁主体的特点是，具有大剖面的梯边梁放置，梯边梁较少，软弱，皮肤薄。梯边梁主体、梯边梁主体、梯边梁主体的力构件包括梯边梁、支撑梁(常规框、加强框)、蒙皮和接头。其特点是皮肤厚，梯边梁多。4.3尾翼(1)，尾翼的主要功能是保持飞机垂直和方向的平衡，使飞机在纵向和方向上具有所需的稳定性和机动性。稳定器(2)，通常包括水平稳定器和垂直稳定器。前者由固定的水平稳定面和移动的升降舵组成，后者由固定的垂直稳定面和移动的舵组成。尾翼(3)，尾翼的结构基本上类似于机翼的结构，由垂直、水平骨骼和蒙皮以及接头组成。小型飞机的稳定面主要是梁结构，大型飞机的稳定面通常是有多个纵向墙的单个结构。4.4操纵面、主操纵面辅助操纵面、4.4.1主操纵面(1)、操纵面也称为方向盘面。一般来说，飞机有三个主要操纵面：电梯、方向舵和副翼。通过操纵这三个主操纵面的偏转，可以控制飞机的俯仰、方向和横向姿势。主操纵面(2)、主操纵面(3)、主操纵面通常由不带梯边梁(由梁、加强筋、蒙皮、接头和尾部轮廓组成)的单个梁组成。斜顶，通常安装在水平稳定面的尾部边缘，飞行员推或拉推进杆/拼盘，在飞机上操纵俯仰运动。一些高速飞机为了提高高速飞行时飞机的驾驶性能，采用了电动式水平尾翼。方向舵，方向舵位于垂直稳定面的尾部，飞行员踩踏踏板，将飞机作为偏航运动。副翼(1)，副翼安装在机翼的尾部，飞行员左右移动或操纵方向盘。在两翼，副翼偏转方向总是相反的，因此，在一翼增加升力，在另一翼减少升力，实现将飞机变成倾覆运动的目的。副翼(2)，小型飞机的副翼在机翼的尾部边缘。大型、中型飞机一般在左右机翼上各有内部、外部两个副翼，外部副翼称为低速副翼。飞机低速飞行时，内外两对副翼同时使用。如果飞行速度超过一定m，外部副翼将结合内部副翼和副翼上部机翼的空气扰流器，以确保飞机的侧向操纵。4.4.2辅助操纵面，辅助操纵面的作用主要是改善飞机某些方面的性能。在现代飞机上，辅助操纵面主要是升力装置扰流减速板调整板、升力装置(1)、升力的功能：升力的主要功能是在起飞着陆时增加机翼的升力，从而降低飞机的地面和地面速度，减少起飞和着陆滑动距离。增加装置(2)、增加装置的增加原理：目前使用的增加装置的增加原理主要是翼型弯曲增加3类；增加机翼面积；控制机翼的涂层，推迟气流的不利分离。起重装置(3)，目前使用的起重装置主要有襟翼前缘襟翼和克鲁格襟翼涂层控制，襟翼(1)，普通襟翼位于机翼后缘，机身附近，副翼内部。襟翼下降会增加机翼的升力和飞机的阻力，因此通常在起飞阶段，襟翼只放下小角度，在着陆阶段下降到最大角度。皮瓣(2)，皮瓣的种类很多，常用：剥离皮瓣简单皮瓣皮瓣背皮瓣复合皮瓣，分割皮瓣，分割皮瓣(也称为裂瓣)，像薄板一样，作为铰链安装在机翼后缘表面，成为机翼的一部分。分裂皮瓣通常可以将翅膀的间隙提高75%到85%。简单皮瓣，简单皮瓣与副翼形状相似，在机翼后尾用铰链连接，在结构简单、不屈曲的情况下形成机翼的后尾部分。简单襟翼放下最大角度时，可以将Cymax增加约65%到75%。，开放式皮瓣，开放式皮瓣在简单皮瓣基础上得到改善，开放皮瓣放下后，在前缘和机翼之间形成间隙。狭缝襟翼的上升效果更好，通常可以将Cymax增加约85%到95%。向后移动襟翼，向后移动襟翼，工作时向下滚动，沿导轨向后移动。也就是说，翼型弯和机翼面积都增加了。向后皮瓣通常会使翼型的Cymax增加约110%至140%。复合皮瓣，复合皮瓣是后退皮瓣和开放式皮瓣的结合设计，其增加效果更好，广泛应用于现代飞机，但其结构相应更复杂。前缘缝翼(1)，前缘缝翼是安装在机翼前缘的一个或多个狭长小机翼面，前缘缝翼打开时与基础机翼的前缘形成缝隙，前缘缝翼的作用与曲面控制相同。通常，前缘接缝翅膀仅用于接近或超过高攻击角度，尤其是主翅膀的临界攻击角度。前缘缝翼(2)，目前使用自动前缘缝翼。该前接缝机翼作为滑动机构连接到基础机翼，并根据前空气动力的压力和吸力自动控制封闭和开放。先端皮瓣和克鲁格瓣(1)，先端皮瓣是可偏转翅膀的先端。在高攻角下，前襟翼向下偏转，减少了前边缘和后流量之间的角度，沿上机翼面的气流更加平滑，在不发生局部气流分离的情况下，翼型的弯曲度也增加了。前角襟翼和襟翼一起使用，可以进一步提高上升效果。船队瓣和克鲁格瓣(2)，克鲁格瓣的作用与船队瓣相同。通常位于机翼根部的前缘，由执行器关闭。启用此选项后，它将延伸到机翼的前面，增加机翼面积和翼型弯曲，因此上升效果很好，但由于结构相当复杂，因此实际上并不太适用。表面控制，表面控制系统的增加主要是为了防止气流分离，使用发动机进气器或泵拖动机翼的表面。涂层控制提供了比常规增量装置大得多的上升效果。扰流器(1)，现在大型飞机的扰流器大部分是安装在机翼表面皮瓣前的可偏转小块。扰流器(2)，扰流器操作：扰流器关闭后，紧贴机翼的上表面；启用“启用”后，扰流板向上展开，与上部机翼成一定角度。由于扰流器的阻挡，机翼的升力减小，阻力增加。扰流器(3)，扰流器的种类扰流器根据用途分为：地面扰流板：位于内部襟翼前端，仅在飞机着陆后使用。主要增加阻力，减少着陆滑动距离，减少机翼升力。飞行扰流板：位于外部襟翼的前端，主要用于减少机翼升力，副翼改变飞机的倾斜姿势。着陆时也和地面扰流板一起使用。减速板、减速板(1)是对称放置在机身和/或机翼上的电阻板，通常附着在机身或机翼上，使表面保持平滑，使用时打开阻力增加，从而降低飞机的飞行或地面滑动速度，调整座椅(1)，座椅功能调整(1)抵消了飞行时各种原因造成的不平衡力，从而保持一定的飞行姿势调节座铰链在主操纵面的尾部边缘以机械或电气方式操纵。调整片(2)，调整片的主要种类当前使用的调整片的主要种类如下：平衡切片对齐调整切片后续调整切片固定调整切片、平衡切片(1)、平衡切片也称为气动补偿切片或补偿切片。这通过减小铰接力矩，减少驾驶员偏转操纵面所需的操纵杆的力，起到了节约力的作用。平衡板(2)，平衡板的轴悬挂在操纵面上，使用固定的后续链接将调整板连接到稳定曲面(或机翼)。操纵面偏转时，由于导向链接的影响，调整面片向相反方向偏转，从而减少铰链力矩。但是同时，也失去了操纵力的一部分。铰接力矩表示作用于相对于操纵面轴的操纵面的空气动力合力。铰链力矩通过摇杆转换为操纵杠杆的杆力，操纵杠杆，传送到杠杆或踏板，以平衡驾驶员的操纵力。标高调整图纸(1)，标高调整图纸也称为标高调整或操纵子图纸。为了减轻飞行员的物理负担，利用气动平衡的作用，在长时间稳定的飞行中消除操纵力。也用于消除飞行中由特定原因引起的不平衡力矩。平改线有独立的平改线控制机制，当飞机需要平衡时，驾驶员操纵平改线偏转。在展平调节片(2)和展平调节片偏转时，调节片产生的空气动力在操纵面轴上形成扭矩，使操纵偏向调节片相反的方向。如果调整补片和操纵面的空气动力对轴的力矩相同，则操纵面保持一定的偏转角度，此时驱动杆的力为零。还通过改变水平稳定面的安装角度，实现垂直平准化。跟随调整切片(1)，调整切片也称为飞行调整胶片。与主要用于大型飞机主操纵面辅助操纵的操作和结构调整面片非常相似，它有助于主操纵面保持在所需位置，并将主操纵面保持在所需位置。调整切片跟随(2)、调整切片固定、固定调整切片是安装在主操纵面尾部的固定小金属片，不能在飞行过程中进行操纵。固定控制板是消除飞行制造错误引起的气动失衡。固定调整膜在飞机出货前安装和调整，除非必要时碰。一旦碰了，必须再适当地调整。4.5起落架、起落架功能和构成起落架的辅助装置和机制、4.4.1起落架功能及其配置(1)、起落架是起飞和下降、地面滑动、停车和移动时支持飞机重量、相应负载、吸收和着陆时消耗冲击能量的设备。起落架功能及其构成(2)，起落架的主要功能：在着陆和地面运动期间承受飞机的冲击和冲击和冲击能量，吸收和消耗；起飞和降落滑移、地面滑行和移动时完成飞机在地面上的移动工作；打滑、打滑和地面停车制动；空中飞行时收纳。起落架的功能和配置(3)，起落架的主要组成部分：一般来说，起落架由轴承结构(支柱等)、带气动轮胎的车轮、减震器、制动和旋转操纵机构、减速器、开关装置等组成。雪，在冰上降落的飞机的情况下，起落架轮将被雪橇代替。对于落在水面上的水上飞机，起落架直接使用根据水面滑翔要求设计的特殊机身，而不是浮筒。4.4.2起落架类型、起落架布局起落架配置起落架类型、4.4.2.1起落架放置样式、起落架放置样式指示飞机相对于地面支持的点数和机身重心的位置。典型配置类型包括：后三点起落架前三点起落架多点起落架、多点起落架自行车起落架、后三点起落架(1)、后三点起落架的两个主车轮(组)，位于飞机重心前、重心附近、尾轮位于飞机尾部。后三点起落架主要适用于机身正面装有活塞发动机的轻型低速飞机。后三点起落架(2)，后三点起落架特征：安装空间因尾轮应力弱，结构简单，小型地面滑移时攻击角度大，着陆阻力大，对着陆技术要求高，在容易发生“跳跃”现象的大型速度滑冰中，不允许强刹车的方向稳定性较差。前三点起落架(1)，前三点起落架的两个主车轮(组)位于飞机重心后面，前轮位于飞机头部。前三点起落架是现代飞机上使用最广泛的起落架配置类型。，前三点起落架(2)，前三点起落架特点：着陆简单、安全、可靠性好的方向稳定性，侧风着陆允许更安全、更强的制动，着陆滑动距离更短的驾驶员视野更好，发动机喷气对跑道影响更小的前起落架力量更大、更复杂的高速滑行发生时前起落架震动的现象；多支柱起落架、多支柱起落架类似于前三点起落架，不同之处在于主起落架前面有中心，但通常在大型飞机上使用多个主起落架支柱。显然，多支柱和多轮可以减少对跑道的起落架压力，提高起飞着陆的安全性