第一部分绪论

1、飞机的基本组成部分飞机的基本组成部分第一部分 绪论飞机的基本组成部分及功用：飞机的基本组成部分及功用： 飞机结构：飞机结构： 机体：机体：机身（装载） 机翼（产生升力） 尾翼（使飞机具有操纵性与稳定性） 起落架（起落架（起飞、着陆、滑跑） 发动机（发动机（产生推力） 操纵系统（保证操纵性与稳定性）操纵系统（保证操纵性与稳定性） 机载设备（保证飞机可靠控制与飞行安全）等机载设备（保证飞机可靠控制与飞行安全）等民用运输机的基本组成民用运输机的基本组成第一部分 绪论飞机的基本组成部分：飞机的基本组成部分： 飞机结构：飞机结构： 机体：机体：机身 机翼 尾翼 起落架起落架 发动机发动机 操纵系统操纵系

2、统 机载设备机载设备本课程内容：本课程内容：飞机结构：机体结构（机翼、尾翼和机身）、起落架飞机结构：机体结构（机翼、尾翼和机身）、起落架第一部分第一部分 绪论绪论 包括： 第一章第一章 飞机的发展及研制飞机的发展及研制第二部分第二部分 飞机飞行载荷与设计规范飞机飞行载荷与设计规范 包括： 第二章第二章 飞机飞行中的主要载荷及过载飞机飞行中的主要载荷及过载 第三章第三章 飞机设计规范简介飞机设计规范简介第三部分第三部分 飞机机体结构与翼面振动飞机机体结构与翼面振动 包括： 第四章第四章 飞机机翼飞机机翼 第五章第五章 飞机机身飞机机身 第六章第六章 飞机操纵面及尾翼飞机操纵面及尾翼 第七章第七章

3、 翼面振动翼面振动第四部分第四部分 起落架结构起落架结构 包括： 第八章第八章 起落架起落架第五部分第五部分 复合材料复合材料 包括： 第九章第九章 先进复合材料先进复合材料 第一部分 绪论19世纪初世纪初英国的英国的乔治乔治.凯利凯利: :“航空之父航空之父”开创了航空学（尤其是空气动力学的实验研究），开创了航空学（尤其是空气动力学的实验研究），制造第一架滑翔机，确立了现代飞机的基本构形制造第一架滑翔机，确立了现代飞机的基本构形（? ?），成立了世界上第一个研究航空学的学术团），成立了世界上第一个研究航空学的学术团体，未亲自飞体，未亲自飞 第一部分 绪论19031903年美国莱特兄弟实现了人

4、类第一次动力飞行年美国莱特兄弟实现了人类第一次动力飞行第一部分 绪论世界上第一架成功的飞机世界上第一架成功的飞机“飞行者飞行者”1号号第一次有动力、载人、持续、可操纵、重于空气的飞行器成功飞行第一次有动力、载人、持续、可操纵、重于空气的飞行器成功飞行 二战后军用飞机的发展二战后军用飞机的发展 50年代年代：两倍音速战斗机，如F-4、米格-21 60年代年代：三倍音速战斗机、变后掠翼及垂直起落技术 70、80年代年代 ：一系列新型军用战斗机出现，机动性好， 如F-15、16、18，米格27、29，法国的幻影2000、4000等9090年代年代：先进技术，美F-22、欧洲EF-2000 第一部分

5、绪论翼身融合技术翼身融合技术原因原因: 为了提高战斗机机翼机身为了提高战斗机机翼机身结合部位结合部位的结构效率，增的结构效率，增加机身容积加机身容积概念概念:翼身融合体结构是将翼身融合体结构是将机翼机身合为一体机翼机身合为一体的整体结构的整体结构设计和制造（取消连接部位接头）的新型结构形式。设计和制造（取消连接部位接头）的新型结构形式。代表代表: 隐形轰炸机隐形轰炸机B-2 JSF联合战斗机的技术验证机联合战斗机的技术验证机X-35第一部分 绪论翼身融合飞机翼身融合飞机1第一部分 绪论翼身融合飞机翼身融合飞机2第一部分 绪论翼身融合飞机翼身融合飞机3RS-71: M=3.2 H=27430 m

6、第一部分 绪论翼身融合主要构件翼身融合主要构件第一部分 绪论翼身融合体结构特点翼身融合体结构特点第一部分 绪论隐形隐形/身技术身技术原因原因: 为了提高生存力和战斗力为了提高生存力和战斗力代表代表: 隐形轰炸机隐形轰炸机B-2 隐形战斗机隐形战斗机F-117 （机身机翼上有很多小平面，隐身性好但气动性能差）（机身机翼上有很多小平面，隐身性好但气动性能差） 隐形战斗机隐形战斗机F-22（隐身性、气动性能兼顾）（隐身性、气动性能兼顾）主要原理主要原理： 雷达隐身（雷达隐身（60%， 外形隐身、应用吸波材料）外形隐身、应用吸波材料） 红外隐身（红外隐身（30%） 第一部分 绪论B-2隐身飞机第一部分

7、 绪论F-117隐身飞机第一部分 绪论F-22隐身飞机第一部分 绪论B-52隐身飞机隐身飞机B-52 : S=10000 Km 载弹: 30 t第一部分 绪论超音速客机超音速客机 : 图图-114、协和号、协和号第一部分 绪论运输机外形演变第一部分 绪论飞机飞行速度增长曲线飞机飞行速度增长曲线第一部分 绪论军用飞机分类军用飞机分类歼击机歼击机、轰炸机、强击机、军用运输机、侦察机、轰炸机、强击机、军用运输机、侦察机、反潜机、预警机、空中加油机、电子干扰飞机、反潜机、预警机、空中加油机、电子干扰飞机、舰载机、隐形飞机等舰载机、隐形飞机等 数量多、发展快、最新技术、标志一个国家空军或者国防的实力数量

8、多、发展快、最新技术、标志一个国家空军或者国防的实力 第一部分 绪论四代喷气式歼击机 开始服役年开始服役年代代主要特征主要特征典型机种典型机种一一50年代初年代初大多后掠翼、高亚音速大多后掠翼、高亚音速（最大（最大M=1.31.5）美美F-100苏米格苏米格-19二二50年代末年代末70年代初年代初三角翼、最大三角翼、最大M=2.0、高速、高空高速、高空美美F-104苏米格苏米格-21、23三三70年代中年代中80年代中年代中翼身融合、机动性好翼身融合、机动性好美美F-15、16米格米格-29、苏、苏-27、法幻影、法幻影-2000四四90年代末年代末至至今今翼身融合、隐身、机动翼身融合、隐身

9、、机动性更好、复合材料较多、性更好、复合材料较多、超音速巡航、短距起落、超音速巡航、短距起落、过失速机动等过失速机动等美美F-22欧洲欧洲EF-2000第一部分 绪论民用飞机分类民用飞机分类民用飞机：民用飞机：1 1）航线飞机）航线飞机/ /民用运输机民用运输机 （用于商业飞行的客机和货机）（用于商业飞行的客机和货机） 客机客机 货机货机 客货两用机；客货两用机；2 2）通用航空飞机）通用航空飞机 公务机（商务飞机或行政机）公务机（商务飞机或行政机） 农业飞机农业飞机 其它飞机其它飞机第一部分 绪论客机分类客机分类按巡航速度按巡航速度： 低（低（6 600km/h）、亚（）、亚（600980k

10、m/h）、超（）、超（980km/h） 低（低（M1）按动力装置按动力装置： 活塞、涡桨、涡扇、涡喷活塞、涡桨、涡扇、涡喷按载重航程按载重航程： 短（短（2500km2500km）、中（）、中（250025004500km4500km）、远（）、远（45005008000km00km）、洲际（）、洲际（8000km00km）按起飞重量按起飞重量/ /客座数量客座数量： 小（小（50吨吨 100100座）、中（座）、中（505010000吨吨 100100200座）、座）、 大（大（100 0250 0吨吨 200200350座）、巨（座）、巨（25050吨吨 350座）座）按机身宽度按机身宽度

11、： 窄（窄（4m 4m 6 6座）、半宽（座）、半宽（4 45.5m 65.5m 68座）、座）、 宽（宽（5.56.5m 96.5m 910座）、双层宽体（座）、双层宽体（6m6m） 按照服务的性质按照服务的性质： 干线飞机、支线飞机干线飞机、支线飞机第一部分 绪论干线和支线飞机干线和支线飞机干线飞机干线飞机：大中型、中远程、高亚音速、宽体或半宽体、涡扇式喷气客机、客座大于大中型、中远程、高亚音速、宽体或半宽体、涡扇式喷气客机、客座大于100 国际干线国际干线（国际航线）、（国际航线）、国内干线国内干线（国内大城市间）（国内大城市间）支线飞机支线飞机：小型、短程、低速、窄体、涡桨式或活塞式客

12、机小型、短程、低速、窄体、涡桨式或活塞式客机 国内中等城市间或大城市间、国内中等城市间或大城市间、客座小于客座小于100小支线小支线客机（客机（1030座）、座）、中支线中支线客机（客机（4060座）、座）、大支线大支线客机（客机（70100座）座）如如: :波音波音-747-400属于：洲际（属于：洲际（12970km）巨型（）巨型（378吨、吨、550550座）高亚音速（座）高亚音速（900939km/h）涡扇式宽体（）涡扇式宽体（6.13m）客机）客机第一部分 绪论Boeing-747第一部分 绪论Boeing-747第一部分 绪论民航飞机型号及其性能第一部分 绪论五代喷气式干线客机 开

13、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第一部分 绪论通用航空飞机通用航空飞机 公务机（商务飞机或行政机），在行政事务中或商公务机（商务飞机或行政机），在行政事务中或商务活动中作为交通工具的小型飞机（许多公司拥有自己务活动中作为交通工具的小型飞机（许多公司拥有自己

14、的公务机）的公务机） 农业飞机：直接为农业、林业、牧业、渔业生产服农业飞机：直接为农业、林业、牧业、渔业生产服务的飞机务的飞机 其它飞机：用于抢险救灾、娱乐旅游、体育运动、其它飞机：用于抢险救灾、娱乐旅游、体育运动、空中摄影与测量、航空物理探矿等，如空中摄影与测量、航空物理探矿等，如AD-100、200第一部分 绪论飞机按构造型式分类第一部分 绪论垂直垂直/短距起落飞机短距起落飞机优点优点: :不依赖机场，可象直升机起落也可象固定翼飞机有速不依赖机场，可象直升机起落也可象固定翼飞机有速度和攻击能力度和攻击能力“鹞鹞”式战斗机式战斗机: :第一种垂直起落飞机第一种垂直起落飞机 发动机喷口方向可转

15、发动机喷口方向可转起降时、正常飞行时起降时、正常飞行时 第一部分 绪论无人机无人机优点优点：质量轻、尺寸小、成本低，故花费低；：质量轻、尺寸小、成本低，故花费低； 可执行危险性大的任务：军事上可用作靶机、用于侦察、可执行危险性大的任务：军事上可用作靶机、用于侦察、诱惑、电子对抗、对地攻击等；诱惑、电子对抗、对地攻击等； 民用上可用于大地测量、气象观测、森林防火、人工降民用上可用于大地测量、气象观测、森林防火、人工降雨等雨等原理原理：自动程序控制或无线电遥控：自动程序控制或无线电遥控美国波音的美国波音的“秃鹰秃鹰”、长空一号、长空一号（靶机）（靶机）第一部分 绪论地效飞机地效飞机特点特点：飞机下

16、面的气流速度小，静压大，使升力增加，飞飞机下面的气流速度小，静压大，使升力增加，飞机的升阻比提高，故所需功率减小，承载增加或航机的升阻比提高，故所需功率减小，承载增加或航程增大，燃料仅为一般客机的程增大，燃料仅为一般客机的1/5 中国中国“信天翁信天翁”第一部分 绪论太阳能飞机太阳能飞机原理原理：白天吸收太阳能，通过太阳能电池将其转化为电能，部分电能白天吸收太阳能，通过太阳能电池将其转化为电能，部分电能带动电动机产生推力和供机载设备使用，部分输入电解池，将带动电动机产生推力和供机载设备使用，部分输入电解池，将水电解成氧气和氢气储藏能量；水电解成氧气和氢气储藏能量；夜间将氢气和氧气进行化学反应释

17、放化学能转化成电能供飞机夜间将氢气和氧气进行化学反应释放化学能转化成电能供飞机使用使用 美国的美国的“探险者探险者”第一部分 绪论对旅客机的专门要求对旅客机的专门要求安全：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50010005001000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

18、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 第一部分 绪论飞行事故飞行事故飞行事故飞行事故： 以下三种情况的的总称。以下三种情况的的总称。 灾难灾难（机毁人亡的（机毁人亡的一等一等事故）事故） 遇险遇险（机损人伤的（机损人伤的二等二等事故）事故） 破损破损（飞机局部严重损坏的（飞机局部严重损坏的三等三等事故）事故） 第一部分 绪论飞行事故的主要原因：飞行事故的主要原因：环境环境：机上设备的使用环境、人员的生活工作环境、：机上设备的使用环境、人员

19、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、地形和其他自然现象，当其以风、飞行区域的天气、地形和其他自然现象，当其以风、雨、冰、闪电、山脉和火山灰等形式存在时，可能对飞行安全产生影雨、冰、闪电、山脉和火山灰等形式存在时，可能对飞行安全产生影响。响。 （回避、限制、采取一些措施）（回避、限制、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、制造、管理保证）（通过设计、制造、管理保证）：、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 第一部

20、分 绪论事故原因分析事故原因分析1第一部分 绪论事故原因分析事故原因分析2第一部分 绪论飞行事故的发生阶段飞行事故的发生阶段起飞起飞、着陆着陆是多发阶段：是多发阶段： 世界商用喷气机（世界商用喷气机（19591989）飞行阶段事故：）飞行阶段事故： 地面装地面装/卸载等（卸载等（2.0%） 起飞（起飞（31.8%） 巡航（巡航（4.5%） 着陆（着陆（61.7%） 运输机失事地点：运输机失事地点： 机场内（机场内（80%） 进场区（进场区（15%） 航路（航路（5%）第一部分 绪论运输机失事地点分布运输机失事地点分布第一部分 绪论技术要求的主要内容技术要求的主要内容 主要性能指标主要性能指标：

21、 如：最大速度、升限、航程、着陆起飞距离、载重、机动性、使用寿命等 主要使用条件主要使用条件： 如：环境条件环境条件（气象条件是否全天候或周围介质条件） 起飞着陆场所的条件起飞着陆场所的条件（对机场的要求） 维修条件维修条件（维修周期、维修能力、维修速度） 机载设备机载设备第一部分 绪论设计过程设计过程a 总体设计总体设计：主要参数主要参数（估算飞机总重结构、推进系统、设备、燃油、有效载荷、发动机推力、翼载荷）、基本外形和尺寸基本外形和尺寸（机翼、尾翼、机身 如上单翼、平直翼、鸭式布局等）、初步部位安排初步部位安排（内部布置油箱、各种仪表设备及主要受力构件的安排与协调机身大开口、起落架的位置）

22、b 结构设计结构设计：对（机翼结构、尾翼结构、机身结构、发动机舱结构、起落架结构机翼结构、尾翼结构、机身结构、发动机舱结构、起落架结构）进行理论设计（打样设计）；强度、刚度设计；细节设计；工程绘图第一部分 绪论 飞机结构设计的基本内容飞机结构设计的基本内容： (1) 结构的打样设计（画出部件打样图）结构的打样设计（画出部件打样图） (2) 组件的打样设计（画出组件打样图）组件的打样设计（画出组件打样图） (3) 零构件设计（画出零构件图纸）零构件设计（画出零构件图纸） (4) 组件结构设计（画出组件装配图）组件结构设计（画出组件装配图） (5) 部件结构设计（画出部件装配图）部件结构设计（画出

23、部件装配图）第一部分 绪论B777B777成为第一架无图设计飞机成为第一架无图设计飞机第一部分 绪论有限元模型有限元模型第一部分 绪论机身疲劳试验后,机翼机身被分解检查第一部分 绪论飞机结构设计的基本要求飞机结构设计的基本要求1 气动性能气动性能要求要求：保证飞机具有合理的气动外形和好的表面质量：保证飞机具有合理的气动外形和好的表面质量（否则飞行性能和品质变差）（否则飞行性能和品质变差） 如如: :2 最小重量最小重量要求要求：保证在足够的强度、刚度、疲劳安全寿命、损伤：保证在足够的强度、刚度、疲劳安全寿命、损伤容限等条件下，结构重量最轻容限等条件下，结构重量最轻结构重量系数结构重量系数：飞机：飞机结构结构重量重量/飞机正常飞机正常起飞起飞重量重量 的百分比的百分比 第一代第一代第四代歼击机第四代歼击机 35%33%30.5%28%设计和制造人员的重要使命：减重设计和制造人员的重要使命：减重 口号：口号：“为减轻飞机的每一克重量而奋斗为减轻飞机的每一克重量而奋斗” ” 如如: :3 使用维护使用维护要求要求：便于使用、维护、修理：便于使用、维护、修理4 结构结构工艺性工艺性要求要求：便于加工、装配：便于加工、装配5 经济性经济性