任务二 飞机载荷课件讲解

1.2飞机载荷

1.2飞机载荷载荷：飞机在起飞、飞行、着陆及地面停放等过程中，作用在飞机上的各种力外载荷：空气动力、惯性力以及飞机在着陆、地面滑行和停机时地面的反作用力一、平直飞行情况此时Y=G,P=X这种情况的外载荷特点是：作用在飞机上的升力等于飞机的重量，即(Y/G=1)。过载的定义作用在飞机某方向的除重力之外的外载荷与飞机重量的比值，称为该方向的飞机重心过载，用n表示。飞机在Y轴方向的过载，等于飞机升力（Y）与飞机重量的比值，即过载的大小在不同的飞行状态下，飞机重心过载的大小往往不一样。过载可能大于1、小于1、等于1、等于零甚至是负值，这决定于曲线飞行时升力的大小和方向。飞机平飞时，升力等于飞机的重量，等于1；曲线飞行时，升力经常不等于1。飞行员柔和推杆使飞机由平飞进入下滑的过程中，升力比飞机重量稍小一些，就小于1；当飞机平飞时遇到强大的垂直向下的突风或在垂直平面内做机动飞行时，驾驶员推杆过猛，升力就会变成负值，也就变为负值；当飞机以无升力迎角垂直俯冲时，载荷因数就等于零。

的正、负号与升力的正、负号一致，而升力的正、负号取决于升力与飞机Y轴（立轴）的关系。如果升力的方向与Y轴相同，则取正号；反之则取负号。二、俯冲拉起情况这是一种常用的在垂直平面内作曲线机动飞行的情况。作用在飞机上的外载荷有：Y、P、X、G

以及质量惯性力Ny。设飞机的速度为V，航线的曲率半径为r，则法向（y向）加速度为离心惯性力为图3-3俯冲攻击后拉起时的受载情况飞机的动平衡方程为由此可见，曲线飞行时，Y是G的ny倍。用ny表示Y/G，则该升力与重力之比值称为过载系数，简称过载。当飞机在弧形航线的最低点，即

=0(cos

=1)时，其过载系数达到最大值图3-3俯冲攻击后拉起时的受载情况俯冲拉起情况三、进入俯冲情况飞机在此情况下视V与r的不同情况，ny可以为正，也可以为负，还可以为零。四、垂直俯冲情况图3-4进入俯冲情况飞机在此情况下Y=0，ny

=0在x方向可能存在过载nx=(T-X)/G=(Nx–G)/G五、等速水平盘旋情况这是飞机机动性能的主要项目之一，此时的受载特点为盘旋倾斜角

越大，ny越大。当大坡度盘旋

=75°~80°时，ny=4~6。盘旋时水平方向的过载为当

=75°~80°时，nh=3.7~5.7。六、垂直突风（阵风）情况垂直突风情况则飞机平飞时遇突风过载ny为式中

Cy—升力系数增量；

—迎角增量；

Y0

—飞机原平飞升力；u

—垂直突风速度；

Cy

—升力线斜率；

H

—飞行高度H上的空气密度；

p=G/S

—翼载荷；

K

—垂直突风衰减系数。当垂直突风来得愈突然（扰动气流影响区L愈小），V0愈大，K值就愈接近于1。在暴风雨中飞行时，u可达40m/s，将产生较大的过载。除此之外，周期性突风还将引起振动而产生疲劳，同时产生附加的振动过载。1.2.2飞机各部位的局部过载在研究飞机各部件的载荷时，只知道飞机的过载是不够的，还必须知道部件的过载。部件过载是该部件在某一飞行状态中的质量力与其本身重量的比值。当飞机没有对重心的角加速度时，部件的过载等于飞机的过载；当飞机有对重心的角加速度时，飞机重心以外各部件的过载，等于飞机的过载加上或减去一个附加过载。如果飞机没有绕重心的角加速度，则部件的过载就等于飞机重心的过载；否则，还要加上由角加速度引起的附加过载。

例如：前三点式起落架飞机以两个主轮接地时，作用于起落架的载荷对飞机重心的力矩，要使飞机产生机头下俯的角加速度。这时，飞机重心后面的部件，其过载等于飞机重心过载加上一个附加过载；而飞机重心前面的部件，则应减去一个附加过载。

着陆时，作用在飞机上的外载荷有哪些？着陆时，作用在飞机上的外载荷包括重力，升力，及地面的反作用力。

着陆时的载荷系数①

这里的过载定义与空中飞行情况不同。当空中匀速飞行时,ny=1表示Y/G=1

地面滑行或停止态时,再以升力来定义已毫无意义,

应以用地面的支撑载荷与重量之比来定义,

即ny=1=Plg/G注意: i.这两种情况下的ny=1,但飞机结构的承载方式却完全不同,

匀速平飞是一种分布载荷作用,而着陆主要是以集中力形式作用于起落架上,通过起落架作用于机身。

ii.工程上,常称平飞时ny=1为平飞1g(g以重力为单位)；停机时ny=1为停机的1g着陆时的载荷系数

②

着陆时载荷分析:

从着陆前到完全着陆瞬间,飞机y向速度从-Vy减至零,故此时的减速度为:

所以，减速度a指向机体坐标系y的正向，故此时的惯性力(作用于地面)的方向是向下的。由动平衡分析:着陆时的载荷系数

③

由着陆时的载荷(地面给予的外载荷)与重量之比的过载定义,即设:

④这个过载不允许过大,一般ny=3-4(因为与飞行时对结构与人的作用不同)

着陆或滑时的情况多样,还可能发生nx,或nz.五、飞机设计时最大载荷系数的选取①影响选择最大载荷系数的因素:I.

载荷系数实际反映了飞机的机动性能,因此越大越好,但对运输机或客机则没有太大必要。Ⅱ.载荷系数又反映了对结构的载荷作用,载荷系数越大,表明飞机结构的承载越大,要有足够的刚、强度，则结构重量大。五、飞机设计时最大载荷系数的选取Ⅲ.载荷系数的载荷作用，不仅对结构有作用，而且对机载设备及乘员有载荷作用。载荷系数越大，对他们的作用越强，要视他们的承受能力而定。Ⅳ.飞行时的载荷系数（除突风干扰外），一般来自于发动机的推力，载荷系数大，结构要重，发动机的加力性能要好，即剩余推力要大。Ⅴ.载荷系数的选择影响因素众多，要依据技术性能要求综合确定,并不是越大越好。五、飞机设计时最大载荷系数的选取

②人对过载的反映：说明人在短时间承受较大过载尚可，特别是正过载。较长时间承受过载能力很差，特别是负过载。战斗机的过载一般为-3—+8民机则无必要。③提高人抗过载的能力：抗过载服。④规范中的过载系数可供选择（飞行包线上给定）。四、过载的意义过载表示飞机的外载荷（除重力外）与飞机重力的关系。这种关系用倍数来表示，是一个相对值。

前面在研究飞机过载时，是把整架飞机当作一个质点来看待的，因此，计算得到的过载是指飞机重心处的过载。当飞机绕重心有角加速度(抬头为正)时，飞机各部位的过载值就会发生改变。当飞机绕重心有一个抬头的角加速度时，在机身上某一点

处，就会产生一个线加速度：

这个附加的线加速度将产生一个附加的过载，即式中g--重力加速度。因此，在i点处的局部过载为飞机各部位的局部过载沿飞机长度是按直线规律变化的。部件距离飞机的重心越远，或飞机绕重心转动的角加速度越大，该部件的附加过载也越大。只有当飞机绕重心的角加速度为零时，飞机上沿纵向各点处的过载才相等，都等于飞机重心处的过载。1.2.3飞机着陆时的过载飞机着陆接地时的速度可分解为水平分速和垂直分速。由于水平分速是在着陆滑跑过程中逐渐消失的，因此飞机沿水平方向的受力不大；垂直分速是在飞机与地面相对撞击后很短的时间内消失的，故飞机沿垂直方向的撞击力较大。飞机着陆接地时承受的载荷，主要就是作用于起落架的垂直撞击力。飞机接地时垂直方向的过载，为作用于起落架上的垂直撞击力与飞机重量的比值。飞机着陆时，由于飞机的垂直下降速度在很短的时间内降为零，出现很大的负加速度，这将引起着陆过载。

飞机着陆过载：起落架的实际着陆外载荷与飞机停放在地面时起落架的停机载荷之比，即：1.3飞机最大使用过载和最大允许速压1.3.1飞机的最大使用过载

过载ny越大，说明作用在飞机上的升力Y也越大。所以，飞机在飞行中的过载值ny就表示了飞机受力的大小。通常把飞机在飞行中出现的过载值ny称为使用过载，用ny,ser表示。设计飞机时所规定的最大使用过载值，称为最大使用过载，