飞机的设计和生产解析PPT课件

1、 一 、飞机设计 设计飞规首先要求根据飞机的具体用途，对性能指标和技术要求进行可行性验证。民用飞机的设计指标和技术要求包括任务、装载量、乘客载量、速度、航程、经济性和寿命等。 飞机设计的过程大致包括总体设计、打样设计和工作设计等三个步骤。第1页/共27页1、总体设计 又称方案设计，主要内容是制定飞机的总体方案，首先给出飞机的三面图和总体部位图，具体工作内容包括:选定发动机及其他机载设备；选定飞机各主要部件的大致构造形式;选定主要工作系统的形式；进行飞机的初步性能估算和稳定性、操作性估算等；进行各种主要部件的强度计算。在总体设计过程中，还要伴随大量的风洞试验，最后才能把飞机的总体布局确定下来。第

2、2页/共27页飞机三面图 三面是指正面、侧面、上面这三个视角可以很好、全面的了解一架飞机的外形。第3页/共27页2.打样设计 又称预备设计，主要任务是在全面开展各种设计之前，深入地检查总体设计中所存在的问题。在这个阶段要制作和真飞机尺寸相同的木质样机。 样机的作用是：把所设计的飞机具体化，显示其全貌；供给各部件设计组进行协调工作；供试飞员熟悉新飞机和机舱设备。第4页/共27页3、工作设计 又称详细设计，主要任务是根据确定的方案和打样设计的结果，完成零件制造和部 件、系统、全机装配的工作图纸和生产验收的技术文件。第5页/共27页二、计算机辅助设计和制造 20世纪70年代以来，在航空工业部门逐步形

3、成了完整的计算机辅助设计和制造 （CAD计算机辅助设计/CAM数控)系统，这种系统利用数据库和网络通道直接传输飞行器有关数字信息，可以把设计和制造过程紧密联系起来，使飞行器设计制造发生重大变革。CAD/CAM的主要设备有计算机、图形显示工作站、数据库和数据设备等。第6页/共27页 计算机辅助设计的工作过程是首先由设计人员提出设计方案的设想，并将设计参数和图形等初始信息输人计算机，计算机按给定的程序进行分析计算，通过显示装置给出结果。 若设计人员对结果不满意，可以用光笔（光笔，电子计算机的一种输入设备，与显示器配合使用。利用光笔能直接在显示屏幕上对所显示的图形进行选择或修改。）在显示屏上修改，直

4、到满意为止，最后设计结果由计算机控制的各种设备制成各种图纸和控制带。进入制造阶段，CAD/CAM系统能够运用已有的设计信息设计零件的制造工艺过程，设计成形、加工、装配和检验的全套工艺装备，并快速生成数控加工和数控测量的控制带，这样就能减少工艺装备时间，并达到较好的互换协调要求。第7页/共27页三、试验 在航空产品的研制过程中，需要对新设计的整机、部件、系统进行大量的综合性试验，通过试验可以比较逼真地检验产品是否达到了预期的设计要求。第8页/共27页 1.风洞试验 风洞是空气动力学研究试验中使用最广泛的工具、通过风洞试验来确定飞行器的气动布局并评估其飞行性能。第9页/共27页 2、结构试验 也称

5、强度试验，目的是验证飞机结构部件在载荷和环境条件下的状态和耐受能力。 按试验内容不同，又分为静力试验、动力试验、疲劳试验和热强度试验等。第10页/共27页 静力试验 又叫静力测试。试验观察和研究飞行器结构或构件在静载荷作用下的强度、刚度以及应力、变形分布情况，是验证飞行器结构强度和静力分析正确性的重要手段。 动力试验是结构试验的内容之一，借以观察和研究飞行器结构或构件的基本动力特性以及在各种环境下的动态稳定性和耐受能力，是验证飞行器动态性能和动力分析正确性的重要手段。第11页/共27页 疲劳试验是用以测定材料或结构疲劳应力或应变循环数的过程。疲劳是循环加载条件下，发生在材料某点处局部的、永久性

6、的损伤递增过程。经足够的应力或应变循环后，损伤积累可使材料发生裂纹，或是裂纹进一步扩展至完全断裂。出现可见裂纹或完全断裂统称疲劳破坏。第12页/共27页3.推进系统地面台架试验和高空模拟试验 是将发动机安装在地面台架上，进行性能、结构强度、循环寿命和环境适应性等一系列内容的试验。4.环境试验 目的是检查飞机、发动机及其附件、设备在各种使用条件下的工作性能，包括在寒冷和炎热地带、高原地区、海上空域的试飞，发动机在高温和低温条件下的启动试验，结冰和防冰、雷击、腐蚀敏感性、电子设备的抗干扰能力等方面的试验。第13页/共27页 5.工作系统试验 目的是检验飞机各系统(液压、冷气、氧气等）的畅通性、严密

7、性以及运行工作参数是否正常。 6.飞行试验 飞机在真实的飞行环境条件下进行的各种试验，简称飞机试飞。飞机试飞的目的是验证理论和地面试验的结果，鉴定设计指标、适航性和使用性能。飞机的设计和地面试验都是在理论假设和非全面模拟条件下进行的，需要通过空中试飞来验证。第14页/共27页四、试制 工作设计完成之后即可制造第一批试验用飞机，叫原型机，制造原型机的数量根据采用新技术多少、费用和进度等多种因素确定，至少34架，多时达1020架，其中12架用于强度和疲劳试验，其余用于试飞。第15页/共27页五、生产 飞机机体的制造要经过工艺装备制造、毛坯的制备、零件加工、部件装配、总装配和检测等一系列工序。第16

8、页/共27页六、发展与改型 飞机的研制周期很长，一般都在5年以上，而寿命期更是长得多。科学技术不断发展，如发动机的推力不断加大、耗油率不断下降、航空电子技术在迅猛发展，这些都为飞机在服役期间通过改进、改型提高性能创造了有利条件，而飞机自身也必须适应形势发展，不断改进改型。第17页/共27页 七、飞机的使用和维护 飞机的使用，特别是大型运输机，涉及生命财产安全，因此需要一系列地面保障设施和多种安全措施，其中最主要的有机场和控制交通管制设施。第18页/共27页 1、机场 机场是可供飞机起降、滑行、停放的场地和有关建筑物和设施的总称，其中规模较 大的可称为航空港。商业航空民用机场由飞行区、客货运输服

9、务区和机务维修区组成。第19页/共27页 2.空中交通管制 飞机在天空中飞行，必须接受严格的管理与控制，这样才能保证飞行安全。 3.飞行训练与模拟技术 飞行训练模拟器主要由座舱(内部设置与飞机完全相同)、计算机系统、视景、音响、仪表、操纵、运动系统及综合教学设备组成。飞行员在座舱内能观察和体验飞行中的种种现象和感觉。座舱有固定基座和活动基座两种形式，活动基座的座舱由运动系统带动，随飞行员的操纵做各种动作，给飞行员以加速度变化的感觉。由于飞行模拟器具有安全、可靠、节能等优点，不受气象、时间、地点的限制，因此能大大降低成本，节约资金，缩短训练周期，提高训练质量。第20页/共27页 4.飞机维修 维

10、修的任务是依据有关适航文件、机型维修大纲和维修方案的规定，由合格的机务人员以被认可的维修手段对飞机进行检查、修理、改装、校准以及功能测试，使其保持或恢复飞机固有的适航性能和可靠性。维修质量的好坏和工作效率的高低对飞行安全和航空企业的效益起着举足轻重的作用。 在航空器维修计划中把维修工作分为航线维护、低级维修、高级维修三类，每一类都有相应的维修设施。第21页/共27页1）航线维护 航线维护也称为低级维修，包括: 航行前维护：每大执行飞行任务前的维护工作。 过站(短停)维护：每次执行完一个飞行任务后，并准备再次投人下一个飞行任务前，在机场短暂停留期间进行的维护工作。 过站维护主要是检查飞机外观和飞

11、机的技术状态，调节有关参数，排除故障，添加各类工作介质(如润滑油、轮胎充气等)，在符合安全标准的前提下，适当保留无法排除并对安全不构成影响的故障，确保飞机执行下一个飞行任务。 保留故障：航空器在飞行后和/或维修检查中发现的故障、缺陷，因工具设备、器材短缺或停场时间不足等原因，不能在起飞前排除的故障/缺陷。第22页/共27页 航行后维护：也叫过夜检查，每天执行完飞行任务后的维护工作，一般在飞机所在基地完成，排除空、地勤人员反映的运行故障，彻底排除每日飞行任务中按相关安全标准保留的故障项目，并做飞机内外的清洁工作。 航线维护是在航站完成，一般只需要简单的检测仪器对部件进行维护或拆换。现代飞机在设计

12、中将很多零部件设计成航线可拆换件(LRU)，就是为了在这些部件有故障时可在航站上迅速拆换，排除故障。第23页/共27页 2)初级维护 指低级的定期维护。 这种检查要在维修基地进行，飞机都要进入机库，因此机库是初级维修的必要设施。机库首先要有足够的面积停放飞机，还需要相应的工作平台、机械设备和检修设备。第24页/共27页 3)高级维修 属于高级维修的是中检和D检。中检的间隔时间以年来计算，内容包括结构检查、客舱更新，停场时间在10天以上。D检是飞机最高级别的检修，间隔时间在20000飞行小时以上。D检除包括前面级别的各种维修项目之外，还要对发动机进行大修、系统结构的深人检查及改装等。进行高级维修除需要机库外，还要有相应的各种车间，如发动机车间、无线电仪表车间、必要的航材库、发动机试车台等。机库内还应有一定的总装区，以保证维修后的零部件的放置和安装。D检后的飞机都要进行试飞，为此还应有试飞的部门和设施。第25页/共27页 随着航空计算机技术、通信技术、现代化管理的发展，整个生产活动进人了信息时代。航空维修也必然随之有很大的变化，维修业随着新技术、新材料、新工艺的应用和新系统、新设计、新产品的出