1.载荷系数的定义
用倍数的概念来表示飞机实际外力同重力之间的关系,是一个相对值。
表示飞机质量力与重力的比率。
2.飞行状态下和起飞着陆状态下载荷系统的区别
3.什么是疲劳载荷?飞机上典型疲劳载荷有哪些?
飞机长期使用---所受载荷多次重复---形成疲劳载荷。这种作用会导致结构的疲劳破坏。
主要类型:1)突风载荷2)机动载荷3)增压载荷4)着陆撞击载荷5)地面滑行载荷6)发动机动力装置的热反复载荷7)地-空-地循环载荷8)其他
4.什么是载荷谱?
飞机在使用过程中结构承受载荷随时间的变化历程。
5.机身功用及外载,什么是增压载荷
1)安置空勤组人员、旅客、装载燃油、武器、设备和货物;
2)将机翼、尾翼、起落架及发动机连接在一起,形成一架完整的飞机。
增压载荷:增压舱内的空气压力与周围大气空气压力之差。
6.机身结构设计首要要求
1) 需满足众多使用要求(最主要);
2) 总体协调性要好,这样有利于飞机减重;
3) 保证结构完整性前提下的最小重量要求;
4) 合理使用机身的有效容积,保证飞机性能;
5) 气动力要求主要是减小阻力;
6) 装载多,本身结构复杂,故对开敞性(便于维修)要求更高;
7) 良好的工艺性、经济性要求;
7.机身主要构件及其受力特性
8.机身典型受力型式及其特点
桁梁式:结构特点:有若干桁梁(如四根),桁梁强;长桁少且弱,甚至可以不连续;蒙皮薄。
受力特点:机身弯曲引起的轴向力主要由桁梁承担;剪力由蒙皮承担。在桁梁间布置大开口而不会显著影响机身抗弯强度和刚度。
桁条式:结构特点:无桁梁;长桁密且强;蒙皮较厚。
受力特点:机身弯曲引起的轴向力主要由桁条和较厚蒙皮组成的壁板承担;剪力由蒙皮承担。不宜大开口,抗弯、扭刚度大;蒙皮局部变形小,有利于改善气动性能。
硬壳式:结构特点:无桁梁,无桁条;蒙皮厚,与少数隔框组成机身。
受力特点:机身总体弯、剪、扭引起的全部轴力和剪力由厚蒙皮承担;隔框用于维持机身截面形状,支持蒙皮、承担框平面内的集中力。不宜大开口,机身实际应用很少,只适于局部气动载荷较大,要求蒙皮局部刚度大的部位,如机头、尾锥等。
9.开口与口盖的分类
开口的分类:通常按尺寸分为:大开口、中开口和小开口。
口盖的分类(1)按使用特性:快卸口盖;一般口盖
(2)按受力特性:不受力口盖;只承受口盖上局部气动载荷,并传给基体结构;受剪口盖;受轴向力口盖。
10.飞机上常用的材料有哪些
铝合金;镁合金;钛合金;刚。
11.钛合金的优、缺点
优点:很高的比强度和热强性,耐蚀性好(表面氧化膜可以稳定到550°C)。
缺点:切削、热加工性能差,冷加工性能差,硬度低,耐磨性差
12.什么是复合材料,其优缺点
定义:由两种或两种以上分别称为基体和增强体组分材料组成的材料。
优点:很高的比强度和比刚度,良好的抗疲劳性和破断安全性,对应力集中敏感度低,减振性好,很好的耐蚀性和无线电透波性,成型工艺性好。
缺点:各向异性,层间强度低,机械连接复杂,对冲击损伤敏感;对湿、热环境较敏感。
13.机轮式起落架主要有哪几个组成部分?
支柱、减震器、机轮
14.起落架外载荷有哪些?
着陆撞击载荷;滑跑冲击载荷;刹车载荷;静态操纵载荷和地面停放载荷;起转、回弹载荷;
15.起落架的布置型式有哪些?
前三点式;后三点式;自行车式;多支柱式。
16.说明前三点式起落架具有航向稳定性的原理
两主轮上的摩擦力合力绕飞机重心的力矩将减小偏向,使飞机转回原来方向滑跑。
17.扭力臂的功用
阻止内外筒相对转动,因内外筒之间无法直接传递扭矩
18.摇臂式起落架的优点有哪些?
1) 对前方撞击、垂直撞击减震较好;
2) 减震器上受到力大于机轮上的力→行程小→起落架高度可较小;
3) 减震器受弯矩小或不受弯矩→减震器密封性好→气体压力大(50MPa)→行程小→支柱短→起落架高度可较小;
19.了解什么是半轴式、半轮叉式及轮叉式起落架及其特点
20.多支点(多轮多支柱)起落架的优点
均匀受力、地面滑跑时的振动不致传到机身上;可使机轮半收缩,实现下蹲和倾斜。
21.什么是减震器的效率系数和热耗系数
表示功量曲线的充实度,反映吸能效率的大小。
效率系数=实际吸收能量/理想吸收能量
表示压缩和伸展曲线所围面积的大小程度,反映消耗能量的能力大小。
Χ=实际耗散能量/实际吸收能量
22.油气式减震器典型构造、工作原理,载荷由哪三种力组成
载荷:气体弹簧力+油液阻尼力+摩擦力
23.根据充填压力不同对轮胎的分类
低压轮胎:0.25~0.35Mpa
中压轮胎:0.35~0.65Mpa
高压轮胎:0.65~1.0Mpa
超高压轮胎:>1.0Mpa
24.什么是机轮摆振及其防范措施
当飞机在地面高速滑跑时,若前轮受外界影响发生偏移,会在自身弹性力和地面摩擦力的交替作用下绕轴线左右摇摆
防范措施:增大稳定距;提高轮胎、支柱刚度;装备减摆器
25.飞机前轮纠偏装置
1)凸轮式内纠偏装置
这种形式简单可靠,故得到广泛采用,只是缓冲器内部的构造稍复杂些,另外,缓冲器支柱也会较长一些。(因凸轮占据了一部分长度)
2)滚棒凸轮式纠偏装置
3)楔杆式外纠偏装置
这种装置不够完善,因为有可能在放下着陆前遇侧向力而使前轮偏转,不能完全保证着陆时的中立位置。
26.什么是飞机的三轴平衡?
纵轴(OX)——横滚
立轴(OY)——偏航
横轴(OZ)——俯仰
27.飞机飞行操纵系统由哪几个部分组成?
主操纵系统:副翼;升降舵;方向舵
辅助操纵系统:增升装置:后缘襟翼、前缘襟翼和缝翼
增阻装置:(飞行、地面)扰流板
水平安定面
警告系统:起飞警告;失速警告
28.飞机飞行操纵系统的要求?
1)足够刚度和强度,最小重量;
2)驾驶员的手、脚操纵动作与人体运动习惯相适应;
3)操纵灵敏,构件变形和间隙小;
4)飞行受力过程中,操纵系统不应发生卡阻;
5)各舵面的操纵要求互不干扰;
6)操纵时,既要轻便,也要有操纵力感,并随飞机飞行状态变化而变化。
29.飞机主操纵系统发展的几个阶段。
1)简单机械操纵系统
2)可逆向助力操纵系统
3)不可逆助力操纵系统
4)具有增稳功能的全助力操纵系统
5)具有控制增稳功能的全助力操纵系统
6)电传操纵系统
7)光传操纵系统
30.操纵传动机构的类型及特点。
软式——钢索、滑轮
必须两根钢索组成回路实现双向操纵;重量轻、占空间小、容易绕过其他部件;易拉长、磨损,易振动。
硬式——传动杆、摇臂
刚度大,不易变形、振动;重量大、占空间大、不易绕过其他部件;
混合式
31.什么是舵面补偿?有哪些类型?
随着飞行速度的提高和舵面尺寸的增大,舵面铰链力矩和操纵杆力也相应增大,为了减小铰链力矩和杆力,采用舵面补偿装置进行空气动力补偿。
轴式补偿随动补偿片
角式补偿反补偿片
内封补偿弹簧补偿片
调整片
32.增升装置一般有哪些?其原理是什么?
现代民航飞机增升装置主要包括:前、后缘襟翼和前缘缝翼。
机翼增升原理:L=0.5ρV2SC L
33.扰流板的作用有哪些?
地面扰流板:当飞机着陆时,地面扰流板可完全打开,从而卸除机翼的升力,提高刹车效率,同时增大阻力,从而缩短飞机的着陆滑跑距离。
飞行扰流板:一是作为减速板使用,可由减速控制手柄控制,可使左右侧的飞行扰流板同时打开,用于飞机空中减速,另一个作用是配合副翼进行横滚操纵。
34.什么是速度配平和马赫配平。
根据计算空速的变化对水平安定面配平。空速增加时飞机进行抬头配平,空速减小时进行低头配平。
修正低头力矩,改善或消除飞机在跨音速区速度不稳定。
当速度达到产生自动下俯现象数值时,马赫数配平装置自动操纵水平安定面或升降舵向上偏转一个角度。
属高速配平,只有飞行马赫数升高到某值,(如B747达到0.86M),才开始工作。
35.座舱环境控制系统的基本任务。
使飞机的座舱和设备舱在各种飞行条件下具有良好的环境参数,以满足飞行人员、乘客和设备的正常工作和生活条件
36.座舱环境参数主要有哪些?什么是座舱高度、座舱余压、座舱高度变化率?
座舱空气的温度、压力;温度、压力的变化速率;空气流量、流速、清洁度;噪音。
座舱高度:座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度
座舱余压:座舱内空气的绝对压力值与外部大气压力之差就是
座舱空气的剩余压力,简称余压
座舱高度变化率:单位时间内座舱高度的变化速率
37.现代飞机气源系统的作用。
提供具有一定流量、压力和温度的增压空气,以保证座舱温度控制和增压控制。
38.冷却系统有哪几类,了解其工作过程。
涡轮风扇式(涡轮通风式)冷却系统
涡轮压气机式(升压式)冷却系统
涡轮压气机风扇式(三轮式)冷却系统
湿度控制
39.飞机温度控制方式有哪几种。
纯混合比控制;纯混合比控制;热路控制;旁路控制
40.增压控制原理。实施预增压的原因。
原理:通过控制座舱供气量和排气量,控制座舱压力及其变化规律。为保持压力控制与温度控制相互独立,飞机座舱压力控制一般都采用保持供气量不变,而改变排气量的方法。原因:防止起飞、着陆过程中飞机姿态的突然改变使座舱压力波动。
41.飞机氧气系统功用及组成。
功用:保证飞机座舱失密后的供氧,以及飞行中的紧急医疗救助、着火和其他紧急情况。
一、机组氧气系统:1、氧气瓶2、氧气面罩和调节器
二、乘客氧气系统:化学氧气发生器
三、手提氧气系统:1、手提氧气瓶2、保护呼吸设备
42.飞机结冰对飞行性能的影响。
1)翼型阻力增加,升阻比降低
破坏原来的流线外形,使气流产生局部分离,增大摩擦阻力和压差阻力。结冰后阻
力相对升力增加更快,升阻比降低,机翼空气动力品质变坏。
2)临界迎角减小
失速提前且更猛烈。
3)飞机操纵性能恶化
低速飞行时有失速危险;机翼和尾翼严重结冰会引气飞机机械抖动,操纵机构结冰
可能会引起卡阻现象。
43.飞机防冰、除冰方法。
一、机械除冰系统:利用气动力使冰破碎,借助高速气流将冰吹掉。
二、电热防冰系统:通过向加温元件通电产生热量,使冰融化。主要应用于小面积、小部件的防冰,如:空速管、迎角探测器、总温探头、水管、驾驶舱风挡、螺旋桨等。
三、液体防冰系统:一种物理防冰方法,借助某种液体(防冻液)减小冰与飞机表面附着力或降低飞机表面冻结温度。
四、热空气防冰系统:热源充足,能量大,常用于机翼、尾翼、发动机唇口大面积防冰。
五、电脉冲除冰系统:一种高效节能除冰方法,通过发生电脉冲,使待除冰区域产生高频振动,使冰脱落。
六、防止飞机某些关键区域或部件结冰,在雨天飞行时,保证驾驶舱风挡的干燥,使其不会防碍驾驶员视线。
44.驾驶舱风挡排雨方法。
一、风挡刮水刷系统
二、化学排雨剂系统
三、永久性防水涂层
四、气动排雨系统
45.现代飞机燃油系统的主要功用。
一、储存燃油;
二、在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机及APU;
三、调整重心位置,保持飞机平衡和机翼结构受力;
四、为发动机滑油、液压油提供冷却。
46.航空煤油和航空汽油的应用。
航空汽油:活塞发动机;航空汽油:燃气涡轮发动机。
47.燃油增压泵和引射泵的工作原理。
燃油增压泵:多采用电动离心泵:通过离心力的作用,将机械能转换为液压能。
引射泵:没有运动部件,燃油泵出口压力作为引射泵的动力流。
48.燃油通气系统的作用。
一、平衡油箱内外压差,保证加、抽、供油的正常进行;
二、避免产生过大压差损坏油箱结构;
三、避免出现空隙现象,提供一定的正压力作用在油平面上,减少燃油的蒸发,提高增压泵的供油能力。
49.飞机供油顺序的控制。
一般采用先消耗机身内中央油箱的油液,后用两翼油箱油液。
50.燃烧的三要素。
燃料、热源、氧气。
51.火的四种类型。
A类火,由一般燃烧物如木材、布、纸、装饰物等燃烧引起;
B类火,由易燃石油产品或其他易燃液体、润滑油、溶剂、油漆等燃烧引起;
C类火,涉及通电的电气设备的燃烧;
D类火,由易燃金属燃烧引起。(不属于基本类型,通常由其他三类火引起)
52.常用灭火剂类型及其应用范围。
一、卤代烃(氟利昂)灭火剂,飞机上常用:HALON 1301(简称BTM)固定灭火瓶、HALON 1211(简称BCF)手提灭火瓶
二、干粉灭火剂
三、惰性冷却气体灭火剂:
1)二氧化碳灭火剂:飞机上常用作手提式灭火器。
2)氮气灭火剂:主要用于燃油箱,也可用于飞机着火控制或发动机灭火。
四、水灭火剂:只适用于A类火。
53.火警传感器类型。
点式火警传感器、连续火警传感器、烟雾探测器。
54.发动机灭火系统配置。
①双发动机配置方案:按照两台发动机配置两个灭火瓶,每个灭火瓶可以向任一台发动机提供灭火剂。
②单发动机配置方案:每一台发动机都有专供本发动机使用的灭火瓶,一般每台发动机配备两个灭火瓶。
55.简述飞机的研制过程
拟定技术要求;飞机设计过程-飞机总体设计-飞机结构设计;飞机制造过程;飞机的试飞定型过程。
56.什么是结构完整性?
关系到飞机安全使用、使用费用和功能的机体结构的强度、刚度、损伤容限及耐久性等飞机所要求的结构特性的总称。
57.飞机结构设计的基本要求是什么?
①气动性能和设计一体化要求: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);多功能结构一体化协调设计②最小重量要求:保证结构完整性条件下结构重量最轻③使用维护要求:开畅性:便于检查、维修作业;维修性:合理布置和设计各种分离面、开口、锁等④工艺要求:良好工艺性:结合产品的产量、机种、需要的迫切性和加工条件等综合考虑;复合材料等新材料,还应对材料、结构的制作和结构修理的工艺性予以重视。⑤经济性要求:主要指生产和使用成本。全寿命周期费用(LCC):飞机的概念设计、方案论证、全面研制、生产、使用与保障五个阶段直到退役或报废期间所付出的一切费用之和。
58.飞机结构设计的原始条件是什么?
①结构的外载以及对结构受力特性的要求:
1)外载的形式(集中的、分布的、冲击型、周期型、热的等);
2)外载的历程特征(不同的飞行,载荷的变化规律);
3)外载对结构的作用效应(抖振、颤振);
4)结构承载的强度、刚度要求(静、动、热、整体的、局部的);
5)结构寿命要求,损伤容限要求。
②飞机结构的协调关系:
1)各部件的相对位置以及相互间连接交点的位置(不能改动);
2)零、构件之间在连接尺寸上的协调关系;
3)各构件间或构件与内部装载间的位置、形状协调;
4)部件或组件结构的外边界一般与飞机的理论外形相协调;
5)其内部边界可能需与某个内部装载协调,也可能不需协调。
③结构的使用条件:
1)环境条件:飞机在飞行或停机时的气象条件或周围介质条件;
2)起飞着陆场所:陆上飞机、水上飞机、水陆两栖;不同的陆上跑道类型(水泥,土)3)维修条件和使用条件:维修周期和次数、维修能力、维修速度要求,维修场所(外场、场站、基地)。
④结构的生产条件:
1)加工能力(设备类型、精度,人员素质水平)
2)装配能力(精度,装配量)
3)生产能力(产量)
4)生产质量保障体系(技术与管理)
59.什么是帕斯卡定理?
加在密闭液体任一部分的压强,必然按其原来的大小,由液体向各个方向传递。
60.液压传动功率由什么决定?
①工作压力——主要方式;②流量
N=PQ
61.液压油有哪几类?有何特性及应用?对液压油一般有何要求?
1)植物基液压油:由蓖麻油和酒精组成,有强烈酒精气味,蓝色,易燃,适用天然橡胶密封圈。应用于老式飞机,逐渐淘汰。
2)矿物基液压油磷酸脂基液压油(合成液压油):从石油提炼,红色,常称为红油,易燃,稳定性好,可加入添加剂阻止泡沫生成,适用合成橡胶密封圈。广泛应用于小型飞机。
3)磷酸脂基液压油(合成液压油):非石油基,浅紫色,常称为紫油,防火特性好,但对水污染敏感,必须严格密封。广泛应用于现代(大型)飞机液压系统。
62.现代飞机液压油箱为什么采用增压系统。
保证液压泵进口压力,防止高空低压的工况下液压泵进口压力过低产生气穴。
63.液压泵的分类及其工作原理。
1). 按不同动力源的分类。
①冲压空气涡轮驱动泵(RATP):用于提供应急压力源以作动飞行操纵系统。特定工况可自动放出,也可手动放出。
②手摇泵
③动力转换组件(PTU):液压马达和泵的组合件。利用某液压源系统液压驱动PTU的液压马达,带动泵转子转动,从而驱动另一液压系统的液压油。单向、双向。
2). 按不同工作方式的分类。
①主液压泵:液压系统开始工作时持续工作,两个位置(ON/OFF),大多采用发动机驱动泵(EDP)或电动泵(ACMP)。
②需求泵:需要时工作,三个位置(ON/AUTO/OFF),多采用电动泵或空气驱动泵。
③应急泵:一般用冲压涡轮泵(RATP)
④辅助泵:满足地面操纵的特殊需要,多采用手摇泵或电动泵。
64.什么是液压泵的功率和效率。
理论功率:不考虑功率损失的输出或输入功率
输入功率:单位时间内发动机(或电动机)对液压泵所做的功
输出功率:单位时间内液压泵对输出的油液所做的功。
机械效率:理论功率和输入功率的比值
容积效率:输出功率和理论功率的比值
总效率:输出功率和输入功率的比值
65.常用作动筒和液压马达的类型及其工作原理
1). 单作用式2). 双作用式3). 伸缩作动筒4). 增力作动筒5). 齿条作动筒6). 带锁作动筒7). 带缓冲装置作动筒
液压马达输出的是转速与扭矩,以驱动工作构件实现旋转运动。液压马达和相应液压泵的结构基本相同,按结构可分为:齿轮式、叶片式和柱塞式。
66.了解并识别其他各类液压元件。
一、方向控制阀1)单向阀2)顺序阀3)液控单向阀
二、换向阀
三、压力阀1)溢流阀(安全阀)2)减压阀
四、液压延时器
五、流量控制阀1)液压保险:①定量器②定流器(流量限制器)2)流量放大器
六、优先阀
七、快卸活门(接头)
67.液压系统中的油滤的位置及其功用。
功能:过滤杂质和金属微粒,防止传动时损伤部件。
位置:油泵出口;系统回油管路;油泵壳体回油总管。
68.蓄压(能)器的功用。
①减缓系统压力脉动;②增大供压部分的输出功率;③系统的辅助能源;④提供压力油以补偿系统油液泄漏。
69.什么是强度、刚度和稳定性。
强度:构件抵抗破坏的能力;
刚度:构件抵抗变形的能力;
稳定性:构件保持其原有平衡状态的能力。
70.机翼的功用、外载
功用:1)主要功用是产生升力,保证飞机的飞行性能和机动性能;布置副翼、扰流片等进行横向操纵;布置襟翼、缝翼增升装置改善飞机起降性能。
2)安装其它部件,如起落架、发动机等;装载燃油等。
外载:1)空气动力载荷。
2)其他部件、装载传来的载荷,如:起落架、发动机、油箱等。(集中载荷、分布载荷)3) 机翼结构的质量力
71.什么是机翼的刚心、压心和质心,亚音速飞行时的相对位置.
刚心:翼剖面上使结构不产生扭转变形的外力与翼弦的交点。
压心(压力中心):翼剖面上气动载荷的合力与翼弦的交点,也称焦点。
质心:机翼结构质量力与翼弦的交点。
亚音速飞行时:通常压心在弦长28%处;刚心在弦长38%~40%处;质心在弦长42%~45%处。
73.翼面结构的典型受力型式有哪些?
①薄蒙皮梁式②多梁单块式③多墙(梁)厚蒙皮式④混合式
74.解释“副翼反效”的原理。
①副翼偏转产生的升力:下偏δ角→ΔYa
②由此产生的负升力:ΔYa→Ma(扭转力矩---低头→-Δα→ΔYk
③若ΔYa < ΔYk,则副翼反效。
近似认为操纵力与飞行速度无关,而ΔYk ∝V2 ,因而也存在一副翼反效的临界速度。
75.什么是“后掠效应”。
由于根部三角区的存在,导致弯矩M引起的正应力向后缘集中,即越靠近后缘,正应力越大的情况
76后掠机翼、三角翼的特点。
后掠机翼:(1)刚度特点:展长、顺气流剖面弦长相同的前提下(则机翼面积、展弦比等参数相同)与直机翼相比:若达到同样刚度,机翼结构重量增大。
(2)变形特点和副翼反效:a)刚心线后掠——附加扭转变形b)副翼反效
c)根部载荷增大(主要是扭矩)
(3)后掠效应
三角翼:受力特点:
①机翼大部分面积靠近根部→压心内移(更靠近翼根)→气动力作用点距翼根的力臂减小→翼根弯矩减小②压心相对于根部剖面刚心的力臂减小→翼根扭矩减小。
刚度特点:根弦长→若相对厚度一样,翼根高度可更大→翼根的弯曲、扭转刚度更大。77为什么高速飞行时锁定外副翼,只操纵内副翼?
78.什么是气动弹性,静、动气动弹性现象分别包括哪些?
飞机结构中的翼面部件由于结构刚度不足或刚度分配不合理而导致气动力与结构变形相互耦合作用,从而产生复杂效应,甚至导致结构破坏的一类问题。
1)静气动弹性现象:气动力和结构弹性力相互作用,如机翼扭转扩大、副翼反效等现象。2)动气动弹性现象:气动力和结构弹性力、结构质量力(振动加速度)相互作用,如颤振、抖振等现象。
79.什么是机翼的扭转扩大,并对产生原因简要说明。
机翼的扭转变形与空气动力交互作用,导致机翼扭转变形发散(由小到大单调增加),最后导致结构破坏。
原理:假设机翼迎角α飞机稳定平飞,突然遭遇一扰动上升气流(垂直向上的瞬间气流):
①扰动时:扰动u→Δα→ΔY(附加升力) ΔY作用于压心(非刚心) →机翼附加扭转变形Δθ
②扰动消失后:Δθ→Δα→ΔY→Ma(气动扭转力矩--抬头)Δθ→Mk(弹性恢复扭转力矩—低头)Ma ∝V2 ,Mk 同V 无关,故存在一临界速度。
③若Ma > Mk ,则扭转扩大。