轻型飞机总体设计

1、沈阳航空航天大学飞机构造学结课大作业 超轻型飞机结构总体设计 学 院：创新创业学院 专 业：飞行器动力工程学 号：2013041102013 班 级：S201301 姓 名：赵伟方目录1 超轻型飞机总体外形设计2 机翼结构设计3 起落架的构造设计4 机身部件总体结构设计5 尾翼的构造设计1、 超轻型飞机总体外形设计 图一本飞机外形如上图所示，因为本飞机的设计要求是超轻型飞机，所以并未画太复杂的结构。飞机采用上单翼、正常式尾翼、以及前三点固定式起落架等部件总体构成。本飞机主要应用铝管及航空钢管等材料，具有结构简单、重量轻、造价低廉等优点。2、 机翼结构设计 由于本飞机是超轻型飞机，飞行速度低，而

2、且发动机提供的动力有限，所以我们尽可能要求机翼产生的升力要大，而且自身重量不能太大，又因为飞行速度低所以阻力因素并非主要因素。因此尽可能减小重量就显得尤为重要。又因为相同面积的矩形、平行四边形和梯形，只有矩形的周长最短，这样就会极大减少结构重量、而且从加工工艺上考虑，矩形最好加工，材料使用也相对较少设计费用也较低。而且产生升力的效率较高。具体的机翼结构如下所示： 图二1. 翼梁 因为机翼是飞机中的主要受力部件，而翼梁又是机翼中的主要受力部件，它承受机翼的剪力和弯矩。翼梁主要由上下缘条和腹板组成。本机型采用腹板式翼梁，其剖面形状为“工”字型，沿方向等强度设计。腹板式翼梁的优点是在等重量和高度情况

3、下，带有立柱加强而腹板上无任何开口，其强度最大。除此之外，这种结构的翼梁制造工艺简单，成本低。用途广泛，故本飞机采用此种梁。2. 纵墙 纵墙包括前纵墙和后纵墙，它是一根缘条很弱或无缘条的腹板式翼梁。位于机翼后缘的纵墙可用于连接副翼和襟翼。它不能承受弯矩，主要承受剪力，并与蒙皮构成闭式承受机翼扭矩。3. 翼肋本机型采用腹板式翼肋。它的材料是铝合金较轻，为减轻重量和便于安装导管和操纵机构，常常在腹板上加工减轻孔。为增加腹板刚度和稳定性，通常对孔边缘增加支柱，或压制凹槽。4. 蒙皮 蒙皮是包围在骨架外面保持机翼气动条件外形的构件，蒙皮还参与机翼的总体受力。蒙皮与翼梁腹板所构成的机翼盒式梁受到由各翼肋

4、沿闭式周缘传来的引起机翼扭转变形的力矩。5. 机翼与机身的连接超轻型飞机属于低速小型飞机，不用考虑激波造成的影响，故采用垂直耳片叉耳连接，连接螺栓水平放置，接头在传递受力时，螺栓均受剪切力作用。3、 起落架的结构设计本机型起落架采用前三点式起落架。1） 前三点式起落架具有良好的方向稳定性。当飞机在地面上滑跑时受到外界干扰而改变方向，则两主轮上的摩擦合力绕飞机重心的力矩将变成一恢复力矩使飞机回到原来的方向。2） 前三点式起落架避免后三点式起落架刹车时的“倒立”和“飘起”的危险。可采用高效刹车装置。4、 机身结构的设计1. 机身的功用和要求机身是飞机的一个重要部件，它的主要功用是装载人员，货物、设

5、备、武器、设备、燃料和发动机等，并把机翼、尾翼、起落架连接在一起形成一架完整的飞机。2、 机身的主要受力构件 机身的主要受力构件有：隔框、蒙皮 、桁条和环式加强框共同作用。普通加强框的作用是保持机身外形，支持蒙皮，提高蒙皮的稳定性，以利于承受局部空气阻力载荷，环式加强框用于机身与其他部件连接处，机身内部空间可以得到充分利用。3. 本机型为超轻型飞机，故采用薄壁式机身。用金属蒙皮代替构架式机身的布质蒙皮，将蒙皮与机身骨架连接位一体结构。蒙皮不仅承受气动载荷，而且同骨架一起承受机身的弯矩、扭矩和剪力，材料的分布和利用都比较合理，因此在同等载荷下，它比构架式机身重量要轻。除此之外，由于机身内部没有纵

6、横交错的构件，因此空间利用率极高；由于材料最大限度分布机身表面，提高了机身抗扭刚度和承受动载荷的能力。这才是超轻型飞机的精髓所在。 由于本人水平有限，机身具体内部结构未能画出。5 尾翼构造设计1. 尾翼的功用是保证飞机的俯仰平衡和航向平衡，并使飞机具有俯仰和航向的安全性与操纵性。平尾由固定的水平安定面和可偏转的升降舵组成。垂直翼由固定的垂直面和可偏转的方向舵组成。2. 本机型的尾翼采用正常尾翼：垂直尾翼与水平尾翼互相垂直，数量各为一个。6、 设计体会1.通过本次超轻型飞机的设计，我对有关飞机各个部分组成及相应知识有了更充分的了解。2.而且我是飞动专业的，这对我以后相关课程的学习有了更深的认识。3.通过此次总体设计我对CAT