飞机构造
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飞机构造学以飞机构造学为标题,本文将从飞机的外部结构和内部构造两个方面进行介绍。
一、飞机的外部结构飞机的外部结构主要包括机翼、机身、尾翼和起落架等部分。
1. 机翼机翼是飞机的最重要部分之一,它负责产生升力,并承受飞机的重量。
机翼通常具有翼型,翼型的选择对飞机的性能起着重要作用。
机翼的结构由前缘、后缘、蒙皮和肋骨等组成。
前缘是机翼最前端的部分,通常采用光滑的曲线形状,以减小空气阻力。
后缘则是机翼的后部边缘,通常带有襟翼和扰流板等设备,用于调节飞机的升力和阻力。
蒙皮则是机翼的外表面,通常由金属或复合材料制成,具有良好的强度和刚度。
肋骨则位于蒙皮内部,起到支撑和刚固蒙皮的作用。
2. 机身机身是飞机的主要承载结构,也是乘客和货物的安全空间。
机身通常由前部的驾驶舱、中部的客舱和后部的货舱组成。
驾驶舱位于机身的前部,是飞行员操作和控制飞机的地方。
客舱位于驾驶舱后部,用于乘客的休息和娱乐。
货舱则位于机身的最后部分,用于装载货物和行李。
机身的结构由龙骨、蒙皮和框架等组成。
龙骨是机身的主要支撑结构,负责承受飞机的载荷。
蒙皮则是机身的外表面,通常由金属或复合材料制成,具有良好的强度和刚度。
框架则位于蒙皮内部,起到支撑和刚固蒙皮的作用。
3. 尾翼尾翼是飞机的稳定器,包括水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼位于飞机的尾部,负责控制飞机的俯仰运动。
垂直尾翼位于水平尾翼的上方,负责控制飞机的偏航运动。
尾翼的结构和机翼类似,由前缘、后缘、蒙皮和肋骨等组成。
4. 起落架起落架是飞机的支撑系统,用于在地面起飞和降落时支撑飞机。
起落架通常由主起落架和前起落架组成。
主起落架位于飞机的机身下方,负责承受飞机的重量。
前起落架位于机身的前部,用于控制飞机在地面的转向。
起落架的结构由支柱、轮胎、刹车和减震器等组成。
二、飞机的内部构造飞机的内部构造主要包括机载设备、燃油系统、动力系统和控制系统等部分。
1. 机载设备机载设备是飞机上安装的各种仪表和设备,用于飞行导航和系统监控。
飞机结构介绍-课件 (一)飞机结构介绍-课件飞机是一种非常复杂的机器,由许多部分构成。
这些部分一起工作,使飞机能够起飞、飞行和降落。
在本文中,我们将更详细地了解一些飞机的主要结构部分。
1. 机身飞机的机身是整个飞机最大、最重要的部分。
它通常被称为飞机的“躯干”,起着支撑和保护其他部分的作用。
机身由多个部件构成,包括壳体、翼下盖、起落架和液压系统。
2. 机翼机翼是飞机的主要升力部件。
它们带有多个部件,包括翼展、翼面积和翼端。
翼展是机翼的长度。
翼面积是机翼下面的面积。
翼端是支撑翼展的部分。
机翼上还有襟翼和襟缝,襟翼是在机翼前端向下伸出的部件,以增大机翼的升阻比;襟缝则是为了使翼前向下部分的充气率增大,从而增加升力和改善沟通情况。
3. 推进器推进器是发动机推力的部分。
它们可以是螺旋桨或喷气式推进器。
螺旋桨由至少一个旋转的桨叶组成,以产生推力,驱动叶片旋转;喷气式推进器由发动机喷出的高速气流产生推力。
4. 发动机发动机是飞机的重要组装部件。
通常分为往复式发动机,涡轮螺旋桨发动机和涡喷发动机等。
往复式发动机是最常见的发动机,运行方式类似于汽车发动机。
涡轮螺旋桨发动机主要用于支持小型飞机或直升机。
涡喷发动机则主要用于大型民用飞机和军用飞机。
5. 机尾部件机尾部件是飞机的后部。
它包括方向舵、高度舵和俯仰舵。
这些部件可以通过飞行员的操纵杆和脚蹬进行操作,以控制飞机的方向和飞行高度。
6. 起落架起落架是可以伸缩的三角形构架,它可在起飞和降落时支撑整个飞机。
它由前轮和后轮构成,并且可以收起,以减少阻力和空气阻力。
7. 电气系统电气系统是飞机上的电力系统,它提供了飞机所需的电力,以支持各种设备,例如航电系统,通信设备和仪表板。
电气系统由多个部件构成,包括发电机、电池和电线。
总之,飞机的构造非常复杂,由多个部分构成。
这些部分的组合使得飞机飞行、降落和操纵时能够更加可靠和安全。
了解这些飞机部分的功能和组织结构,可以帮助大家更好地理解和欣赏飞机的优美和飞行原理。
飞机的基本构造飞机是一种能够在大气中飞行的航空器,它是人类工程师多年来对飞行原理的深入研究和技术发展的结晶,能够在空中快速、高效地进行航空运输和军事任务。
飞机的基本构造包括机身、机翼、发动机、弹射椅和座舱等组成部分。
1. 机身:机身是飞机的主要承载结构,由舱段和连接这些舱段的框架组成。
它通常由轻质且高强度的材料,如铝合金或复合材料制成。
机身的前部通常包含座舱和驾驶舱,以及飞机操纵系统的控制装置。
机身的中部通常是客舱或货舱,用于载人或载货。
机身的后部通常包含燃油箱、发动机和尾部组件。
2. 机翼:机翼是产生升力的关键部件。
它通常采用翼型外形,其上面凸起,下面平坦,其特殊弯曲形状使得气流在上表面的流速变快、压强变小,从而产生向上的升力。
机翼还具有翼尖、翼根和副翼等构件。
机翼通常由铝合金或者复合材料制成,可以通过支柱或滑轨与机身连接。
3. 发动机:发动机是飞机的动力装置,通常由一台或多台燃气涡轮发动机组成。
发动机通过燃烧燃料来产生高温高压的气体,并通过喷口将这些气体向后排出,推动飞机前进。
发动机通常位于机翼下方的机身后部,有专门的机翼瘤或吊舱容纳。
4. 弹射椅:弹射椅是飞机上必不可少的安全装备之一。
它通常安装在座舱内,用于紧急情况下飞行员或乘客迅速逃生。
当飞机遭遇危险状况时,弹射椅会通过瞬间推力将乘员弹射出机舱,以确保乘员的生命安全。
5. 座舱:座舱是乘客和机组人员的区域。
它通常位于机身的前部,提供舒适的座位和必要的设施,如气候控制、娱乐设施、厕所等。
座舱还包括乘员的舱门和逃生装置,以确保乘客的安全。
除了这些基本构造外,飞机还包括许多其他部件,如起落架、翼舱、机身结构支撑等。
飞机的设计和构造是多学科交叉融合的产物,涵盖了力学、材料科学、航空学、空气动力学等多个领域的知识。
飞机的构造和设计的不断发展和创新,使得现代飞机具有更好的性能、更高的安全性和更大的便利性。
飞机基础知识
飞机基础知识包括以下几个方面:
1. 飞机构造:飞机通常由机身、机翼、机尾、起落架等部分组成。
机身是飞机的主体结构,承载乘客和货物;机翼产生升力,提供飞行稳定性;机尾用于平衡飞机;起落架用于起飞和降落时支撑飞机。
2. 飞行原理:飞机的升力产生是基于伯努利原理和牛顿第三定律。
空气在机翼的上表面流动速度更快,压力较小,而在下表面流动速度较慢,压力较大,产生升力。
同时,飞机通过喷气推进或螺旋桨推进产生推力,克服阻力,实现飞行。
3. 飞行控制:飞机通过操纵面(如副翼、升降舵、方向舵等)控制飞行姿态和方向。
副翼控制滚转(飞机绕长轴旋转),升降舵控制爬升和下降,方向舵控制转弯。
4. 飞行仪表:飞机上配备了各种仪表来监测飞行状态和提供导航信息。
常见的飞行仪表包括高度表、空速表、指南针、人工地平线仪等,以及现代化的数字化显示和导航系统。
5. 飞行安全:飞机上配备了安全装置,如防火系统、疏散滑梯、紧急滑道等,以确保飞行中的安全。
此外,飞行员通过严格的培训和考试来确保操作飞机的安全性。
6. 常见的飞机类型:飞机可分为民航飞机和军用飞机。
民航飞机包括客机和货机,常见的型号有波音、空客等;军用飞机包
括战斗机、运输机、直升机等,常见的型号有F-16、C-130、黑鹰直升机等。
这些基础知识是了解飞机的起点,对于想深入了解飞机的人来说,还可以学习飞机的航电系统、引擎原理、飞行规则等更深入的知识。
第三章飞机的一般介绍第一节飞机构造飞机的基本结构部分可以分为机身、机翼、尾翼、起落架、动力装置和仪表设备等几个大部分,通常我们把机身、机翼、尾翼、起落架这几部分构成飞机外部形状的部分合称为机体。
一、机翼机翼是飞机升力的基本来源,因而它是飞机必不可缺少的部分。
飞机上用来产生升力的主要部件。
一般分为左右两个翼面,对称地布置在机身两边。
机翼的一些部位(主要是前缘和后缘)可以活动。
驾驶员操纵这些部分可以改变机翼的形状,控制机翼升力或阻力的分布,以达到增加升力或改变飞机姿态的目的。
机翼上常用的活动翼面(图1)有各种前后缘增升装置、副翼、扰流片、减速板、升降副翼等。
机翼分为四个部分:翼根、前缘、后缘、翼尖。
1)机翼外形描述机翼外形的主要几何参数有翼展、翼面积(机翼俯仰投影面积)、后掠角(主要有前缘后掠角、1/4弦后掠角等)、上反角、翼剖面形状(翼型)等(图2a)。
机翼的翼尖两点的距离称为翼展。
机翼的剖面称为翼型,翼型要符合飞机的飞行速度范围并产生足够升力。
机翼的平面形状多种多样,常用的有矩形翼、梯形翼、后掠翼、三角翼、双三角翼、箭形翼、边条翼等。
现代飞机一般都是单翼机,但历史上也曾流行过双翼机、三帆翼和多翼机。
(图2b)2)翼根翼根是机翼和机身的结合部分,这里承受着机身重力,和由升力和重力产生的弯矩,是机翼受力最大的部位。
翼根是结构强度最强的部位。
根据机翼在机身上安装的部位和形式,可以把飞机分为几种,安装在机身下方的称为下单翼飞机,安在机身中部的称为中单翼飞机,安在机身上部的称为上单翼飞机。
目前的民航运输机大部分为下单翼飞机,这是因为下单翼飞机的机翼离地面近,起落架可以做的短,两个主起落架之间距离较宽,增加了降落的稳定性。
收起落架时很容易放入翼下的起落架舱内,从而减轻了重量,此外发动机和机翼离地面较近,做维修工作方便,翼梁在飞机下部,机舱空间不受影响,但是下单翼飞机相对来说干挠阻力大,机身离地高,装运货物不方便。
第一章在大气层内或大气层空间(太空)飞行的器械统称为飞行器。
飞行器可分为:航空器,航天器,火箭,导弹。
在大气层内飞行的飞行器称为航空器在太空飞行的飞行器称为航天器火箭是以火箭发动机为动力的飞行器有动力装置产生前进推力,有固定机翼产生升力,在大气层中飞行的重于空气的航空器称为飞机飞机的主要组成部分由:机翼,尾翼,机身,起落架,飞机操纵系统,飞机动力装置和机载设备等航空发动机分类:(1)活塞式航空发动机。
(2)燃气涡轮发动机,又分为:涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机。
(3)冲压发动机活塞式航空发动机的结构与原理结构:由气缸,活塞以及把活塞的往复运动转变为曲轴旋转运动的曲柄连杆机构等主要部分组成。
原理:曲柄连接着螺旋桨,螺旋桨随着曲柄转动而转动,曲柄侧支承在轴承上。
气缸上装有进气门和排气门,进气门是控制空气和汽油的混合气进入的零件,汽油燃烧完以后由排气门排出。
燃气涡轮发动机原理:空气在压气机中北压缩后,在燃烧室中与喷入的燃油混合燃烧,生成高温高压燃气驱动燃气涡轮作高速旋转,将燃气的部分能量转变为涡轮功。
涡轮带动压气机不断吸进空气并进行压缩,是核心机连续工作。
从燃气涡轮排出的燃气任具有很高的压力和温度,晶膨胀后释放能量用于推进。
第六章飞机结构设计的基本要求:(1)气动要求(2)重量要求(3)使用维护要求(4)工艺性要求(5)成本要求——经济性要求过载:飞机上出重力之外的外力之和与飞机重力之比。
典型的过载:定直平飞过载,定常盘旋的过载,垂直机动的过载,着陆时的过载飞机分类:1、甲类飞机——可以完成全部机动动作的飞机,2、乙类飞机——可以完成部分机动动作的飞机,3、丙类飞机——不能作机动飞行的飞机。
安全系数:定义为设计载荷与使用载荷之比,也就是设计过载与使用过载之比。
其物理意义就是实际使用载荷要增大到多少倍结构才破坏,这个倍数就是安全倍数。
刚度指标:飞机结构应有足够的刚度,以保持飞机的气动外形,操稳性及抗振要求。
设计规范规定了个操纵面的有效性指标,各翼面的许可挠度值和扭转值。
受剪板式薄壁结构模型的假设:(1)认为骨架(长洐、粱缘条、翼肋、隔框等)是主要承力构件骨架的交叉点是铰接的节点,外载是通过节点传给结构的。
(2)组成骨架的杆子只承受轴向力而不承受弯矩,镶在骨架上的蒙皮四边只受剪切尔不承受正应力。
(3)板的厚度相对于其他尺寸是很小的,是一块“薄板”。
(4)认为薄板剖面上剪流q的方向总是与剖面中线的切线方向一致。
(5)认为板边的剪流沿长度不变。
采用上述假设的受剪板式薄壁结构只包含两类元件:承受轴力的杆子和承受剪流的板,因此又称为板杆结构。
板杆结构元件的平衡:板的平衡分为三角形,矩形,平行四边形,梯形。
杆的平衡:杆与板式互相连接的。
在板杆模型中,采用了杆只受轴向力的假设,于是板杆之间就存在相互作用的剪流,剪流的反向沿着板的周边并与杆轴一致。
对于杆元,出来承受与之相连的板传来的剪流外,还受到两端节点作用的轴向力,杆就在这些里的共同作用下处于平衡状态.薄壁构件的受压特点:1、总体失稳---杆件在受压时由于发生纵向弯曲而失稳,2、局部失稳---发生局部起皱现象集中力的扩散:由于薄板挤压和抗挤的能力都比较差,首先要增加一个较长的接头,其长度按载荷的大小及板厚而定。
接头通过许多铆钉与薄板相连,吧集中力逐渐加到板aefg级ebhf上,这种做法叫集中力的扩散。
然后还要在接头的末端增加一根杆子gh,这样一来,两块薄板的四周都有杆子支持,成了典型的矩形受压受剪板,而与之连接的杆子在分布剪力作用下,它的杆力都是均匀增加或减小。
第七章机翼的功用:主要功用是产生升力。
当它具有上反角是,可为飞机提供一定的横向稳定性。
机翼上可以安装起落架,发动机等其他部件。
尾翼的功用:用于保证飞机的纵向和航向的平衡与稳定性,以及实施对飞机的纵向(俯仰)和航向的操纵。
机翼的外载分为:空气动力载荷;其他部件装载传来的集中载荷;机翼构造的质量力。
若以载荷形式分,机翼的外载有两种类型:一种是分布载荷,一气动载荷为主,还包括机翼本身结构的质量力,这是机翼的主要载荷形式。
另一种是由各接头传来的集中载荷(力或力矩)。
机翼的总体受力:(1)沿机翼x轴方向的剪力Qh,(2)y轴的剪力Qn,(3)由Qn引起的, Mn--作用在垂直面内的弯矩, (4)Mh--由Qh引起的作用在弦平面内的弯矩,(5)Mt扭矩机翼结构的典型元件:纵向元件有翼梁,长洐,墙(腹板);横向元件有翼肋以及包在纵横构件组成的骨架外面的蒙皮。
蒙皮的功用:形成流线型的机翼外表面。
长洐:与蒙皮和翼肋相连的元件。
机翼结构的典型受力形式:梁式,单块式,多腹板式(多梁式)。
机翼按形状分类:直机翼,后掠翼,三角机翼,小展弦比直机翼。
蒙皮的初始受载:蒙皮把气动载荷分别传给长洐和翼肋。
长洐与翼肋受载:长洐把自身承担的初始气动载荷传给翼肋。
翼肋受载:外载有蒙皮直接传来的一部分初始气动载荷和有长洐传来的气动载荷。
气动载荷通过翼肋转换成了垂直载荷 Qf, Qr和力矩Mf并相应地传给梁腹板和组成封闭翼盒的各元件上。
翼梁的受载:翼肋传给腹板的载荷 Qf Qr分别以剪流形式加到梁腹板上。
蒙皮腹板承受扭矩:由各翼肋沿闭室周缘加给翼盒的 q形成力矩Mt,它将引起机翼扭转变形,称扭矩。
气动弹性问题概述:由气动力和弹性力的相互作用而引起飞机部件可能破坏或失效的各种典型问题,统称气动弹性问题。
气动弹性问题有:机翼的扭转扩大,副翼的操纵反效,机翼,尾翼,机身的颤振。
扭转扩大的基本概念:扭转变形由小变大单调地增加,导致结构破坏。
防止扭转扩大的措施:(1)将刚心前移(2)可以提高机翼的刚度(3)对于直机翼,提高扭转刚度(4)对于前掠翼则增加弯曲刚度。
副翼反效:颤振:是一种振动发散,分为两种类型,一为机翼的弯扭颤振,即由机翼的弯曲变形与扭转变形交感而产生的振动发散;一为副翼的弯曲颤振,即由副翼的偏转的弯曲变形交感而产生的振动发散。
第八章机身的功用:(1)安置人员,装载燃油,武器,设备和货物等(2)把机翼,尾翼,起落架连接在一起(3)机身是整架飞机的受力基础。
机身上的外载主要有四种:1空气动力载荷2质量力3其他部件传来的力3增压载荷。
口盖主要是为地面检查维护而开的,在空中不必开启。
他分为受力口盖和非受力口盖。
舱门的加强:1井字形即周边一圈加强条方案;2原有纵横构件配合以井字形加强条方案;3开口周围的加强垫板和加强型材。
气密座舱的受力特点:是薄壁结构,要求引起压强差外,还可能是机身整体受力的一部分。
第九章飞机设计思想发展五阶段:1静强度设计;2动强度设计;3疲劳-安全寿命设计;4破损-安全设计;5损伤容限-耐久性设计;6可靠性设计。
疲劳问题:当结构受到循环重复载荷是,可能发生疲劳形式的破坏。
疲劳:因循环应力或交变应力而使材料抵抗裂纹扩展和断裂能力减弱的现象。
疲劳断裂过程分为:1裂纹成核阶段;2裂纹微观扩展阶段;3裂纹宏观扩展阶段;4最终破坏阶段。
疲劳破坏断口:1疲劳源:即裂纹起始点。
发生在构件表面。
2逐渐破坏区:该区是裂纹稳定扩展所造成的断裂表面,起特征是表面光滑,有明显的疲劳弧线,3最后破断区:由于裂纹不断扩展,构件的剖面愈来愈弱,剩余强度愈来愈小,最后终于发生断裂,此时断裂表面呈粗粒状。
飞机上疲劳载荷分类:突风载荷、机动飞行载荷、地-空-地载荷、着陆撞击载荷、地面滑行载荷、增压载荷、抖振载荷、声疲劳载荷、操纵面载荷。
疲劳载荷还可分为:等幅载荷、变幅载荷、随机载荷。
疲劳载荷谱:在飞行中实测到的各种载荷大小和次数的记录,称载荷——时间历程。
根据大量实测的载荷历程,经统计分析的简化得到疲劳载荷谱。
S-N曲线(疲劳寿命曲线):S为循环应力的幅值,N为断裂时的循环数。
当S下降到某一值时,循环数N似乎无限增加,此应力水平称为疲劳极限。
提高机构疲劳强度准则:1合理选材;2控制应力水平;3减少应力集中,降低局部应力。
损伤容限:结构在规定的维修使用周期内,抵抗由缺陷、裂纹或其他损伤而导致破坏的能力。
耐久性:结构在规定的时间期限内,抵抗开裂、腐蚀、脱层、磨损和外界损伤的能力。
经济寿命:是执行耐久性试验计划的结果所表示的工作寿命。
裂纹扩展寿命:在设计应力谱作用下,由初始裂纹a0扩展到临界裂纹a时所得的寿命。
剩余强度:含裂纹结构的承载能力称为该结构的剩余强度。
损伤容限载荷:飞机在有损伤存在,并在未维修的规定最小周期内,不危急飞行安全和降低飞机性能必须能承受的载荷。
第十章起落架安装形式:后三点式、前三点式、自行车式。
起落架的收放形式:沿翼弦方向收放、沿翼展方向收放(机械式、液压式、气压式、电动式)。
液体减震器工作原理:利用某些液体在高压下产生微小的压缩变形来吸收撞击能量,同时利用液体高速流过小孔产生剧烈摩擦发热消耗能量。
第十一章飞机操纵系统:一、人工飞行操纵系统:1、主操纵系统(升降舵、副翼、方向舵);2、辅助操纵系统(襟翼、调整板、减速板等);二、自动飞行操纵系统:1、自动驾驶仪;2、自动增稳仪;3、发动机油门自动控制系统等。