现代民用飞机翼肋布置
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歼6机翼结构分析机翼是飞机最重要的组成部分之一,其结构设计对于飞机的性能起着关键的影响。
歼6机翼结构分析主要涉及到机翼的载荷分配、梁结构设计和翼肋设计等方面,下面将进行详细的分析。
首先,机翼的载荷分析是机翼结构设计的基础。
飞机在飞行过程中会受到各个方向的载荷,包括升力、重力、气动力和惯性力等。
在设计机翼时,需要对这些载荷进行详细的分析和计算,并合理分配到机翼结构上。
升力是机翼最主要的受力方向,需要通过承载结构将升力传递到机身,以保证飞机的稳定和安全。
同时,重力和气动力会对机翼产生弯曲和剪切力,需要通过合理的结构设计来承受这些载荷,避免结构失效。
其次,梁结构设计是机翼结构分析的重要环节。
梁是机翼结构中的主要受力构件,负责承受和传递载荷。
在设计梁结构时,需要考虑到强度、刚度和稳定性等因素。
强度要求梁能够承受所受载荷而不发生破坏,刚度要求梁不会发生过大的变形,稳定性要求梁在承受剪力和弯矩时不会产生屈曲。
因此,梁的截面形状和尺寸的选择至关重要。
一般情况下,梁的截面形状为矩形或者由多个矩形构成的复杂截面。
在设计中需要进行合理的截面形状和尺寸的选择,以满足强度和刚度的要求。
最后,翼肋的设计是机翼结构分析的另一个重要方面。
翼肋是机翼结构中的骨架部分,主要承受飞行载荷和机身传递的载荷。
在设计翼肋时,需要考虑到强度、刚度和轻量化等因素。
强度要求翼肋能够承受所受载荷而不发生破坏,刚度要求翼肋不会发生过大的变形,轻量化要求翼肋设计尽量减少重量,以增加飞机的载重能力和燃料效率。
一般情况下,翼肋采用空心结构或者箱型结构。
在设计中需要进行合理的结构形式和尺寸的选择,以满足强度和刚度的要求,并尽可能减少重量。
综上所述,歼6机翼结构分析涉及到载荷分配、梁结构设计和翼肋设计等方面。
合理的机翼结构设计能够保证飞机的稳定和安全,提高飞机的性能和效率。
因此,对于机翼结构的分析和设计是飞机设计过程中的重要环节之一。
第一章总体1.1 概述Y12E型飞机是由哈尔滨飞机制造公司设计制造的通勤类、多用途、全金属半硬壳结构的轻型运输机。
它可用于短途客货运输、地质勘探、农林牧渔等民用航空,也可用于空投空降、通讯联络、医疗救护、航空摄影等专业航空。
(图1-1)Y12E型机采用双发、上单翼、单垂尾、固定式前三点起落架的总体布局。
两台加拿大生产的PT6A-135A型发动机安装在左、右发动机舱内。
单台发动机功率为750SHP,在Y12E型飞机上限制使用到620SHP(扭矩1717lb·ft)。
图1-1 Y12E型机1.2 飞机结构机身(图1-2)机身由机头、客舱、机身后段及子翼四部分组成。
沿纵向布置有34个框,即1-34框。
8框之前为机头;8-20框为客舱;20-34框为机身后段;子翼在机身14-15框处。
3框上装有前起落架接头。
4框底部装有千斤顶支座。
子翼为非对称流线翼型,双梁式结构,左右子翼各布置有6个肋,即1-6肋。
在5-6肋的前梁前装有接头,其上固定横轴以安装主起落架。
前梁6肋处上翼面装有连接机翼撑杆的接头,后梁5肋处下翼面装有千斤顶支座。
图1-2 机身图1. 机头罩2. 前行李舱3. 驾驶舱4. 客舱5.尾梁(包括后行李舱)6. 机尾罩7. 子翼机翼(图1-3)机翼为双梁带机翼撑杆式结构。
机翼通过前后梁接头与机身13、15框接头铰接,并通过10肋接头与机翼撑杆铰接。
采用了共面剪切式翼尖。
机翼平面形状为带后掠式翼尖的矩形,其翼尖的前缘后掠角为65°,翼尖与机翼之间由150mm的过渡段连接。
机翼的翼型为LS(1)-0417,翼尖的翼型为低阻薄翼型。
机翼后段内侧为后退富勒式襟翼,外侧为副翼。
机翼沿展向布置了25根肋,即0-24肋。
机翼前后梁间的6-17肋翼箱为整体结构油箱,左右两个机翼的油箱共可装油1630升。
机翼蒙皮与长桁的连接采用胶接形式,肋与蒙皮及长桁的连接采用铆接形式。
在机翼的4~6肋间固定有发动机舱。
沈阳航空航天大学课程设计某型民机内翼4500站位面翼肋的CAD三维设计班级 04030501学号 2010040305018学院航空航天工程学部专业飞行器制造工程学生姓名石遥指导教师李威2013年12月4日课程设计任务书课程设计任务书摘要通过综合各种资料与知识:首先复习冲压工艺学、飞机制造技术基础、飞机构造学等过去学过的内容,把以往的知识糅合在一起,捋清设计思路;其次结合本学期的飞机CAD(CATIA V5R20)软件操作与理念,以及飞机设计手册(第十册),参考秦老师给的航空工业设计标准;最后在给定的时间内通过自己的分析和设计并通过CATIA软件展示出来。
这次课程设计目的在于培养飞机设计思路和对于桁孔零件标准的理解和体会。
关键字:CATIA、翼肋、标准、建模目录一、绪论21.1 CATIA简介 (2)1.2数字化技术发展及前景 (3)二、任务分析5三、结合CATIA的翼肋建模61.翼型选择 (6)2.树形图的建立和编号 (6)3.基准选取 (7)4.翼肋拉伸成型 (8)5.留出梁腹板的位置 (9)6.对前后肋倒圆角和抽壳并制作减轻孔 (11)7.绘制桁条孔 (12)8.角片的制作 (13)9.打止裂孔与装配图 (15)10.工程图 (16)四、总结17参考文献18一、绪论1.1 CATIA简介CATIA V5是IBM/DS基于Windows NT/2000操作系统上开发的高端的CAD/CAM软件,它涵盖了产品开发的全过程,提供了完善无缝的集成环境。
CATIA V5之前的版本CATIA V4是基于UNIX系统开发的,随着NT操作系统的普及,以及个人计算机性能不断地提高、成本不断地下降,许多高端的CAD/CAM软件纷纷从UNIX移植到Windows NT平台。
IBM/DS在充分了解客户的需求,并积累了大量客户的应用经验后,决定开发新一代基于NT平台的CATIA即CATIA V5。
在CATIA V5的开发过程中应用了许多先进的技术,例如:C++语言、面向对象的设计思想、基于JA V A 和Web 的技术、STEP-SDAI 、OpenGL 、OLE/CorbRa、Visual Basic等。
图1垂尾区域划分. All Rights Reserved.图2后缘舱组件根据后缘舱的功能,后缘舱内布置有飞控系统作动器,液压系统管路以及EWIS电缆,液压油及电信号共同驱动作动器带动方向舵偏为保证刚度要求,后缘舱内布置有一系列强弱不同的横向肋;管路及电缆依次穿过横向肋上减轻孔分布。
后缘舱空间较小但作用十分关键,在飞机设计初期,需从总体的角度出发,全面考虑,合理布置,以满足飞机最佳性能和飞机适航取证为最终目标。
民用飞机垂尾后缘舱布置原则Science &Technology Vision科技视界(上接第23页)入党积极分子培养党校学习、发展党员、评优公示、党员继续教育、党员意见及建议的收集等实现网络化。
第三,建立网络化联系平台。
如在各支部建立QQ 群微信群组等开展相关话题讨论,成员间通过网络平台加强联系及学习党的知识;也可开展网上民主生活会,各成员在网络平台中各抒己见开展批评与自我批评,总结经验,交流思想,统一认识。
图3后缘舱肋板分布位置液压系统管路与电气电缆的空间布置液压管路与EWIS 电缆由上至下敷设于后缘舱,用于共同驱动方向舵作动器。
两个系统的布置除了需分别满足各自的规范外,相对位置也有特殊要求。
具体布置方法如下:在后缘舱每个横向肋上开减轻孔,使得液压管路与管路与电缆通过卡箍和支架固定在结构上。
液压管路与EWIS 电缆之间间距应满足两个系统布置安装规在无法满足规范要求间距时,应至少保证0.25inch 的最小经验值。
按照CCAR25.863相关条款要求,在垂尾后缘舱内,泄漏源不应布置在电缆上方,否则存在液压泄漏液体腐蚀电缆并引起电弧起火的隐患。
故EWIS 电缆需在空间位置上尽量布置于液压管路上方或错开。
在穿过结构肋板减轻孔时,可考虑电缆在上、或者展向分布两种不同的布置方法以满足条款要求,如图4(1)电缆布置在液压管路上方示意(2)液压管路与电缆展向分布示意图4图5作动器区域液压管路布置在电缆上方维修性影响垂尾后缘舱需要充分考虑维修性的影响,合理规划维护通道,于维修人员对后缘舱内系统进行检查维护。
飞机装配工艺课程设计9911809翼肋的装配型架设计院系航空航天工程学部专业飞行器制造工程班号84030102学号2008040301042姓名郭芷岑指导教师王巍沈阳航空航天大学2018年1月10日沈阳航空航天大学装配工艺课程设计任务书航空航天工程学部学院飞行器制造工程专业班级 84030102 姓名郭芷岑课程设计题目: 9911809翼肋的装配型架设计课程设计时间: 2018 年12 月26日起至 2018年1月13 日课程设计的内容及要求:<一)基本要求:1、阅读消化飞机图纸,进行装配工艺分析。
2、查阅有关飞机型架设计资料、手册等;3、确定装配工艺方案并编制装配工艺规程;4、设计并绘制组合件装配型架总装配图<0#或1#图纸);5、设计并绘制装配型架主要非标准件的零件图;6、编写课程设计说明书<不少于4000字);7、按有关要求进行课程设计答辩。
<二)课设要求:1、按时完成课程设计;2、型架设计图纸应符合相关标准;3、所设计的图纸应不少于1.5张0号图纸;4、编写设计说明书应规范并打印。
<三)主要参考书:1、王云渤, 飞机装配工艺学[M], 北京: 国防工业出版社,1990.2、西北工业大学画法几何及机械制图编制组,画法几何及机械制图,西安: 陕西科学技术出版社,1992.3、《航空制造工程手册》总编委会主编,航空制造工程手册—飞机工艺设备,北京: 航空工业出版社,1994.4、中国航空航天工业部,航空工业标准,飞机装配夹具零组件,北京:中国航空航天部,1989.<四)评语:<五)成绩指导教师王巍负责教师学生签名郭芷岑摘要配型架主要由:骨架、定位件、夹紧件和辅助设备组成。
其主要功用为保证产品准确度和互换性,改善劳动条件、提高装配工作生产效率,降低生产成本。
型架设计的主要内容有:型架设计基准选择;装配对象在型架中的放状态;选择工件的定位基准,确定主要定位件的形式及其布置,尺寸公差的选择;工件的出架形式;型架的安装方法;型架结构形式的确定;骨架刚度验算;骨架支撑鱼地基估算;考虑温度对型架准确度的影响型架是飞机装配过程中采用的适合飞机结构和生产特点的工艺装备,其中大量的是装配型架。
飞机机翼翼型解析近日,网上有传我国J-20战斗机改装前掠翼版,并且配有想象图,象机翼“前掠”、“后掠”等名词,如果不配图,很多菜鸟级军迷可能还不知道是什么个翼型。
现在,我想从固定翼飞机和直升机两个方面来对各种机翼进行简单剖析。
一、固定翼飞机翼型。
1、固定翼飞机机翼大布局分为:常规布局、大三角翼布局、鸭翼布局。
常规布局就是我们常见的飞机,是目前世界上应用最广泛的一种翼型。
常规布局飞机的特点是前翼大、后翼小,机尾有尾垂,这些都是最基本的。
常规布局仍存在一些看起来不一样的地方飞是尾垂仍有几个式样,如:大型客机和运输机尾垂顶部有小翼,现代三代、四代战斗机多采用双尾垂,而二代以前的战斗机几乎都是单尾垂的。
很多大型飞机主翼稍部都有一个小的上翘,称为翼稍小翼;之所以做这个小翼是因为设计师们发现,飞机尖细的翼稍高速划过空气时会剧烈撕裂空气并形成紊流,而紊流对飞机的升力和高速性都造成了明显的不利影响,如果消除这样的紊流将对减小飞机的燃料消耗起到很大作用,所以现有多大型飞机都设有小翼,而战斗机之所以很少有翼稍小翼是因为小翼对飞机来说本身是一个增重,大型飞机由于自身重量大对这样小的增重不太敏感,而战斗机起飞垂量低,对超重非常敏感,设计翼稍小翼给战斗机带来的好处和飞机增重带来的小利影响基本持平或者大于收益,所以战斗机飞不再设翼稍小翼了。
现代很多战斗机翼尖可挂格斗导弹,如SU-27、J-15、F-16等等,当这些飞机翼尖不挂导弹时从减轻飞机重量来考虑应该拆掉翼稍挂架,但很多飞行中的战斗机并不拆除这一对挂架,主要原因就是这对挂架虽然会增加飞机自重,但在飞行时却起到翼稍小翼的作用,两相抵消后虽然没有多大增益但增重后对飞行的影响也不大,不拆除挂架还减少了一些维护费,所以很多战斗机平时也保留了这对挂架。
部分中型运输机改装的特种机尾翼两侧加了两到四块垂直方向安装的小板称为“端板”,端板的作用主要是增强飞机飞行的气动性,如美军E-2预警机为了方便地放进机库而降低了垂尾高度,而垂尾的一个重要作用就是平飞是改变飞行方向,垂尾降低后飞行转向性能变差了,为了弥补这个据点,增加垂尾是很普遍的方法,E-2预警机在增加垂尾后可以在降低垂尾高度的同时维持了飞机转向性能。
1 引言随着航空工业的发展,设计人员对CAD/CAE/CAM的进一步认识,越来越发现原有的设计系统难以满足企业的求。
现在很多新飞机的设计都是在原来类似产品基础之上开展的,在飞机的更新和升级阶段,大多时候都是在老飞机上加上某些新功能,设计者不得不重新对飞机进行设计,而在这个过程中,设计者需要对原有产品特征再次设计,并在其上稍作改进,这种设计过程不仅消耗大量的人力物力,而且不利新产品的快速开发。
因此,将通用件零件库的应用,将设计人员成功设计的经验存储到数据库进行模板化,同时允许设计人员能够对库进行设计参数的扩从和修改,这样能够在通用件的设计上提供不少便利,从提高设计效率,缩短研发周期,节省资源去开发其他的产品[1]。
在这种趋势下,标准零件库就应运而生了,现在的三维软件都具备参数化的设计模块,及程序开发接口,为二次开提供了可能。
CATIA内部附带了一些零件库,如螺钉,键,销等,他们都是以catalog形式录入零件模板和数据库中的,这些零件大多用在产品的装配过程中,又CATIA原始开发商开发软件时录入。
对于不同的行业,产品的差异性比较大,甚至同行业不同企业之间的产品也有差异。
对与每个企业,在产品设计过程中难免需要进行反复设计、验证及修改,如果每次都要重新设计,这样就会浪费大量的公司资源,拉长产品研发周期,因此每个企业有必要根据自身产品的特征建立相关的通用件、常用件零件库,以提高企业的设计效率[2]。
传统的翼肋设计是根据设计要求确定翼肋的类型、型号;然后进行结构设计;再完成强度、刚度等校核;最后在CATIA中建模。
在这个过程中,需要人工查阅相关手册,完成各种校核,每次设计都需要重复建模,不仅费时费力,还很难保证设计的精确性。
通过机翼翼肋零件库的设计,可以根据设计要求自动查询符合条件的翼肋型号和相关信息,能够实现强度、刚度自动校核,并且自动在CATIA中生成三维模型,解决了传统设计中存在的重复建模、设计效率低的问题,提高了产品数字化设计制造水平,缩短产品研发周期,大大节省研发成本,所以本课题选题是有意义的。
飞机机翼的构成航利航空教育
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飞机机翼
机翼是飞机能在空中飞行的重要部件,那你知道飞机的机翼都是由哪些部件组成吗?让我们一起去瞧瞧!
===翼梁===
翼梁的主要作用是承受机翼的弯矩和剪力。
主要有三种形式的翼梁:腹板式、整体式和桁架式翼梁。
腹板式金属翼梁由缘条和腹板铆接而成,截面多“T”和“L”形。
腹板(组合)式翼梁:1—上缘条;2—腹板;3—下缘条;4—支柱
整体式翼梁是一种铝合金锻制的腹板式翼梁。
现代飞机多采用腹板式和整体式翼梁。
整体式翼梁:1—机翼与机身接头的耳片;2—锉修垫板;3—固定座
===翼肋===
翼肋可分为普通翼肋和加强翼肋。
翼肋的主要作用:支持蒙皮、桁条、翼梁腹板,提高它们的稳定性以及把蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传给翼梁腹板。
===桁条===
桁条主要由薄铝板制成。
它的主要作用:支撑蒙皮,防止它在承受局部空气动力时产生过大的局部变形,并与蒙皮一起把局部空气动力传给翼肋;提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性,使它能更好地承受机翼的扭矩和弯矩;与蒙皮一起承受由弯矩引起的轴向力。
===蒙皮===
各种机翼的蒙皮,都具有承受局部空气动力和形成机翼外形的作用。
在金属蒙皮机翼结构中,蒙皮还要承受机翼的扭矩和弯矩。
现代民航客机的机翼多采用整体式壁板结构。
与机翼的几何参数往飞行是从模仿鸟类飞行开始的。
但是由于鸟类飞行机理的复杂性,至今未能对扑翼机模仿成功。
促使人们遨游天空的,也许是受中国风筝的启发,在航空之父凯利的科学理论指导下,将动力和升力面分开考虑,而发明了固定翼飞机。
二十世纪人类史最伟大的科学成就。
是人类最快捷、舒适、高效、安全的交通运输工具,在国家安全、社会和国民经济的发展中占有极其重要的地位。
史之乱蒙冤沦为囚犯,被流放到白帝城后,朝廷大赦天下,他立刻返舟东下,重出三峡,欣喜的心情无法言表:帝彩云间,千里江陵一日还。
两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山。
白乘飞机,不知如何写佳作。
是否同意写成如下:帝彩云间,千里江陵一时还。
两耳风声鸣不住,轻机已过万重山。
飞翔,必须做到:的气动外形的结构的动力定的速度的操纵机构系统同,飞机在空中能够飞行是依靠与空气的相对运动,而产生作用在飞机上的力和力矩来实现的。
如对于水平等速直线飞行而言,从飞机受力条件,有L V¥(升力与重力平衡)D//V¥(推力与阻力平衡)(俯仰力矩保持守恒)必须具备的条件:飞机在空中飞行是靠作用于飞机上的空气动力)。
此外,喷气发动机的氧气也是取源于空气。
一定的飞行速度(飞机和空气之间要有一定的相对运动,产生空气动力)。
的气动外形、受力大小和飞行姿态。
保持和改变飞行状态的能力。
布局型的飞机、不同的速度、不同的飞行任务,飞机的气动布局是不同的。
机的气动布局?飞机主要部件的尺寸、形状、数量、及其相互位置。
件有:推进系统、机翼、机身、尾翼(平尾、立尾)、起落架等。
连接的相互位置分为:有无上反角分为:分为:的相对纵向位置分为:花八门、多种多样,有平直的,有三角的,有后掠的,也有前掠的等等。
然而,不论采用什么样的形状,设计者都必须使飞机具有良好的气动外形,并且使良好的气动外形,是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。
美国战术运输机C-130上单翼、平直机翼、4发翼下吊布置、正常式布局F-22猛禽—当今世界最先进的第四代战斗机中单翼、双发、梯形翼、双立尾正常式喷火战斗机—英国第二次世界大战名机下单翼、椭圆形机翼、正常式布局B-52远程战略轰炸机(同温层堡垒)上单翼、4发翼下吊、后掠翼、正常式布局协和号超声速客机(Ma=2.04)双发三角形机翼布局A380客机远程宽身运输机下单翼、四发翼下吊、后掠翼、正常式布局S37前掠翼战斗机(三翼面布局)数采用上单翼(便于装货)--下单翼布局、后掠翼、正常式布局运行经济,座舱噪声低,视野宽)部放置货物)数采用中或下单翼,三角翼、大后掠翼正常或鸭式布局力小、机动灵活、失速迎角大),沿机翼对称面翼型弦线,向后为正;,机翼对称面内,与x轴正交,向上为正;,与x、y轴构成右手坐标系,向左为正。
关于飞机机翼机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。
机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出机翼的基本概念机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。
是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。
另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。
相关名词解释:翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型。
前缘:翼型最前面的一点。
后缘:翼型最后面的一点。
翼弦:前缘与后缘的连线。
弦长:前后缘的距离称为弦长。
如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长迎角(Angleofattack):机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。
翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。
展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。
用以表现机翼相对的展张程度。
上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。
从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。
同理,向下垂时的角度就叫下反角。
上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。
机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。
机翼在使飞机升空飞行中的重要作用飞机在飞行过程中受到四种作用力:升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。
课程设计报告翼肋及悬挂接头设计专业:飞行器设计与工程班级:000000000姓名:*******学号:20*************目录1.设计题目 ....................................................................................................................................... - 4 -1.1.中肋设计原始数据 ............................................................................................................... - 4 -1.1.1.外载荷 ................................................................................................................................ - 4 -1.1.2.几何尺寸 ........................................................................................................................... - 5 -1.1.3.协调关系 ........................................................................................................................... - 6 -1.1.4.重量指标 ........................................................................................................................... - 6 -1.2.副翼悬挂支臂耳片设计原始数据 .................................................................................. - 6 -1.2.1.外载荷 ................................................................................................................................ - 7 -1.2.2.几何尺寸 ........................................................................................................................... - 7 -1.3.要完成的工作任务 ............................................................................................................... - 7 -1.4.主要参考资料与实物........................................................................................................... - 7 -1.5.设计要求................................................................................................................................... - 7 -2.中肋设计 ....................................................................................................................................... - 8 -2.1.方案结构与材料选择........................................................................................................... - 8 -2.1.1.传力分析 ........................................................................................................................... - 8 -2.1.2.方案选择 ........................................................................................................................... - 8 -2.1.3.材料选择 ........................................................................................................................... - 9 -2.2. 剪力与弯矩的计算 .................................................................................................................. - 9 -2.3. 缘条与腹板设计.................................................................................................................... - 14 -2.3.1.缘条设计 ........................................................................................................................ - 14 -2.3.2.腹板设计 ........................................................................................................................ - 15 -2.3.3.总结 .................................................................................................................................. - 17 -2.4长桁缺口设计 ........................................................................................................................... - 17 -2.5. 减轻孔设计.............................................................................................................................. - 17 -2.5.1.减轻孔的计算............................................................................................................... - 17 -2.5.2.强度校核 ........................................................................................................................ - 18 -2.6. 铆钉设计 .................................................................................................................................. - 18 -2.6.1.翼肋与梁连接的铆钉 ................................................................................................ - 18 -2.6.2.翼肋与蒙皮连接的铆钉............................................................................................ - 19 -2.6.3.连接上下两半翼肋的铆钉....................................................................................... - 19 -2.7. 翼肋与长桁连接角片设计................................................................................................. - 20 -2.8. 重量计算 .................................................................................................................................. - 20 -3.耳片设计 .................................................................................................................................... - 22 -3.1.耳片方案选择 ...................................................................................................................... - 22 -3.2.设计计算及强度校核........................................................................................................ - 22 -3.2.1.轴承的选择 ............................................................................................................. - 22 -3.2.2.耳片材料与工艺 ................................................................................................... - 23 -3.2.3.螺栓孔径.................................................................................................................. - 23 -3.2.4.耳片厚度.................................................................................................................. - 24 -3.2.5.耳片外径.................................................................................................................. - 24 -3.2.6.加强筋厚度 ............................................................................................................. - 24 -3.2.7.轴承安装孔外径 ................................................................................................... - 24 -3.2.8.重量估算.................................................................................................................. - 25 -4.总结与思考题........................................................................................................................... - 25 -4.1.总结 ......................................................................................................................................... - 25 -4.2.思考题..................................................................................................................................... - 25 -参考文献 ............................................................................................................................................ - 25 -1.设计题目本课程设计是歼5机翼第20号肋的中肋设计和20肋处副翼悬挂支臂耳片的零件设计。
现代民用飞机翼肋布置
作者:赵爱莹
来源:《科技视界》2016年第14期
【摘要】翼肋布置对翼盒设计至关重要。
本文主要介绍翼肋的常见布置形式、布置原则并重点阐述翼肋布置时需考虑的协调因素。
【关键词】飞机;肋;布置
【Abstract】The layout of ribs is quite important for the configuration of wingbox. This paper mainly introduce the traditional layouts and the layout principle. The factors which should be considered in the process are also mentioned.
【Key words】 Rib; Layout; Wingbox
0 引言
翼肋位于机翼上下壁板之间,航向与前梁、后梁连接。
主要功能如下:
1)将气动力及集中载荷转换成为壁板和翼梁自身平面方向的作用力,即把载荷扩散到翼盒,由壁板和梁腹板的内力来平衡;
2)具有维持机翼气动外形的作用;
3)对壁板提供支持,翼肋的刚度直接影响其对壁板的支持系数,从而影响壁板的总体稳定性及局部稳定性;
4)为吊挂、襟翼、副翼、缝翼、扰流板和起落架提供安装支持;
5)为系统安装提供支持;
6)油箱半密封肋控制燃油流动方向并减轻燃油晃动的影响,端肋密封后作为整体油箱边界。
基于以上功能,可以看出翼肋布置直接影响翼盒的布置。
1 布置形式
翼肋的常见布置形式有如下三种[1]。
1.1 顺气流布置
这种布置可保证机翼有比较好的平滑外形,但在同样翼肋间距情况下,翼肋长度比正交布置要长,故结构重量重。
同时,该布置使翼面壁板的有效长度增加,对提高稳定性不利。
由于翼肋与壁板长桁和翼梁不垂直相交,所以设计、制造和装配的成本都将增加。
另外,由于翼肋不垂直于机翼弯曲方向,导致翼肋缘条的弯矩增加,并使缘条受力复杂。
1.2 正交布置
这种布置比较常见,可减少翼肋长度,同时还可减少有效壁板长度,提高壁板稳定性,减轻结构重量。
该布置的制造工艺性较好,受力清晰,具有较高的结构效率,但在保证良好气动外形方面不如顺气流布置。
1.3 混合布置
有时由于后掠翼根部三角区的布置需求,或起落架安装连接的需要,或由翼肋间距需要,根部按顺气流布置翼肋,其他仍按垂直后梁轴线正交布置翼肋,中间肋布置方向逐步渐变。
2 布置原则
2.1 集中载荷
根据总体设计布局的要求,有集中载荷部位首先设置加强肋,如机翼各段对接、襟翼和副翼的悬挂和支撑点、发动机架的安装点、起落架的安装连接点、外挂悬挂点等。
2.2 后掠翼根部三角区
在后掠翼根部布置垂直于前梁和后梁的翼肋和边缘肋,形成根部超静定结构三角区。
这部分没有蒙皮也属于静定结构,其扭转、剪切和弯曲易于分析。
2.3 统计和原准机确定翼肋间距
在方案设计阶段,可根据原准机和统计数据确定翼肋。
根据现今飞机翼肋统计,最佳肋距在500mm左右,中型飞机为600mm左右,大型飞机约800mm。
2.4 翼盒和壁板总重量之和要小
翼肋间距适当增加,翼肋的数量减少,翼肋总重量下降。
但由于翼肋间距加大,壁板承载时的结构效率降低,壁板的总体失稳临界应力也降低,壁板的结构重量增加。
结构总重量与翼肋间距之间的关系曲线如图1所示[2]。
由于蒙皮-长桁壁板的应力随N/L变化,所以,将翼肋布置得密集一些可以得到较轻的机翼表面结构。
但这样做了以后,翼肋的重量便相当可观,因此最轻的结构事实上应该有较小的翼肋间距。
因为蒙皮和桁条增加的重量要比减少翼肋所节省的重量大得多。
N——蒙皮-桁条壁板端部每英寸宽度上的压缩载荷
L——翼肋的间距
2.5 肋间距逐渐变化
机翼的平面和厚度在翼展方向是渐缩的,所以,最佳结构肋距是变化的。
最大肋间距在机翼内侧根部区域,一般肋间距随翼盒厚度增大而增加。
2.6 综合利用
在翼肋布置中尽量考虑综合利用,设计成具有双重功能肋的位置,如支撑起落架的翼肋同时又支撑襟翼导轨。
又如梁分段处布置的翼肋一方面参与梁的对接,另一方面还能支撑襟翼结构。
3 布置流程
翼肋在第一轮布置时,若吊挂连接、主起连接等位置确定需在考虑该位置的基础上,基于按照经验所确定的较优肋间距、最优肋布置方位及下壁板的施工和维护开口要求对机翼进行初步布置。
翼肋布置过程中,所需考虑的协调因素较多。
通过分析协调因素的需求,进一步确定翼肋的位置。
之后,通过检查强度分析、加工装配、维护性分析等分析结果对布置进行二次优化。
该过程循环迭代直至最优。
在翼肋布置过程中,需遵循“先后有序、主次有别、基准先行、注重协调、滚动迭代、收敛优化”的原则,不断优化协调,最终确定翼肋的布置方案。
4 结语
翼肋布置作为翼盒布置的一部分,因其考虑的协调因素较多,直接影响到翼盒的整体布置。
除了要考虑布置因素,还应从全局角度考虑翼肋布置形式对飞机整体重量的影响,力争翼肋布置经济合理。
【参考文献】
[1] 《飞机设计手册》总编委会.飞机结构设计手册10[M].航空工业出版社,2000:409-411.
[2]牛春匀.实用飞机结构设计[M].航空工业出版社,2008.P364.
[责任编辑:王伟平]。