飞机结构与系统
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一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成:机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备,并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上,还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件,一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼,机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼,机翼平面形状成三角形的称三角翼,前一种适用于低速飞机,后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼,飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时,左机翼上的副翼向上偏转,左机翼升力下降;右机翼上的副翼下偏,右机翼升力增加,在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度,缩短起飞和着陆滑跑距离,左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置,起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部,主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时,方向舵右偏,相对气流吹在垂尾上,使垂尾产生一个向左的侧力,此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩,从而使机头右偏。
同样,蹬左舵时,方向舵左偏,机头左偏。
某些高速飞机,没有独立的方向舵,整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转,称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部,主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面,是不可操纵的,其后缘设有升降舵,飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时,升降舵上偏,相对气流吹向水平尾翼时,水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力),此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩,从而使飞机抬头。
飞机结构与系统一、引言飞机结构与系统是飞机设计与制造中至关重要的一部分。
它涵盖了飞机的设计、材料选择、结构安全性、机载系统等多个方面。
本文将介绍飞机结构与系统的基本概念、主要组成部分以及设计原则。
二、飞机结构的基本概念1.主要组成部分–机身:飞机的主体结构,通常包括机头、机尾和机翼的连接部分。
–机翼:产生升力的关键部件,通常由主翼和副翼组成。
–尾翼:控制飞机姿态的部件,通常由水平尾翼和垂直尾翼组成。
–起落架:支撑飞机在地面行驶和起降的部件。
–发动机支架:固定安装发动机的结构。
2.结构材料–金属材料:如铝合金、钛合金等,常用于飞机的结构部件。
–复合材料:如碳纤维、玻璃纤维等,具有较高的强度和轻质化特性,广泛应用于现代飞机。
–纺织品:如织物、缝合线等,用于飞机内饰和安全带等部件。
三、飞机系统的主要组成部分1.动力系统–发动机:提供飞机所需的推力,通常有涡轮喷气发动机和涡桨发动机等类型。
–燃油系统:负责存储和供应燃油。
–冷却系统:确保发动机和其他关键部件的温度控制。
2.控制系统–飞行控制系统:包括飞行操纵系统、自动驾驶系统等,用于控制飞机的姿态和操纵。
–电气控制系统:用于飞机各个系统的电力供应和控制。
–液压控制系统:用于操纵和控制飞机的液压系统。
3.气源系统–压气机:用于提供机载气源,供应给相关系统使用。
4.辅助系统–环境控制系统:负责飞机的空调、供氧等工作。
–消防系统:用于应对可能发生的火灾事故。
–导航系统:用于飞机的导航和定位。
–通信系统:用于飞机与地面的通信。
四、飞机结构与系统的设计原则1.安全性:飞机结构与系统的设计必须满足航空器运行的安全要求,保证在各种工况下的结构安全和系统可靠性。
2.结构轻量化:采用轻质材料和合理的结构设计,以降低飞机自重,提高机载有效载荷和航程。
3.系统模块化:将飞机系统划分为独立的模块,并通过标准化接口进行连接,以方便维护和升级。
4.节能环保:优化动力系统和控制系统设计,降低燃料消耗和排放。
飞机的外载荷飞行时,作用在飞机上的外载荷主要有:重力、升力、阻力和推力分类:1.飞机水平直线飞行时的外载荷2.飞机做机动飞行时的外载荷(垂直平面、水平平面)3.飞机受突风作用时的外载荷(垂直突风、水平突风)飞机的重心过载过载: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,称为飞机在该方向的飞机重心过载。
飞机的结构强度主要取决于y轴方向的过载n y=Y/G过载的意义通过过载值可求出飞机所受的实际载荷大小与其作用方向,便于设计飞机结构,检验其强度、刚度是否满足要求。
标志着飞机总体受外载荷的严重程度。
过载与速压最大使用过载:设计飞机时所规定的最大使用过载值,称为最大使用过载。
●飞机在飞行中的过载值n y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。
●最大使用过载是在设计飞机时所规定的,它主要由飞机的机动飞行能力、飞机员的生理限制和飞行中因气流不稳定而可能受到的外载荷等因素确定的。
在某一个特定的高度,由于发动机的推力有限,所以所能达到的速度有限,因此所能达到的速压也就有限。
使用限制速压:通常规定某一高度H0上对应的最大q值为使用限制速压。
最大允许速压:飞机在下滑终了时容许获得的最大速压,称为最大允许速压(强度限制速压)。
最大允许速压比使用限制速压更加重要。
飞机飞行中不能超过规定的速压值,否则,飞机会由于强度、刚度不足而使蒙皮产生过大的变形或者撕离骨架,有时还可能引起副翼反效,机翼、尾翼颤振现象。
速压和过载的意义过载的大小——飞机总体受力外载荷的严重程度速压的大小——飞机表面所承受的局部气动载荷的严重程度●因此,由最大使用过载和最大允许速压所确定的飞机强度和刚度,反映了飞机结构的承载能力。
飞行包线一系列飞行点的连线。
以包络线的形式表示允许航空器飞行的速度、高度范围。
同一翼型,机翼的迎角与升力系数一一对应。
要确定飞机的严重受载情况,就要同时考虑过载ny、速压q和升力系数Cy的大小。
涡轮发动机飞机结构与系统第一章:飞机结构1.分布载荷实例:空气动力对机翼的载荷,作用在机体表面的气动载荷2.动载荷实例;飞机着陆时起落架受到的地面撞击力.3.过载;沿纵轴过载n x沿立轴过载n y:对飞机结构影响较大的过载是n y沿横轴过载n z飞行过载n y:作用在飞机上的升力L和飞机重量W之比n y=L/W部件过载:根据作用在飞机重心处升力L和飞行重量W之比得出过载n Y值n x=p x/p o;n y=p y/p o;n z=p z/p on X,n y,n z——-—--起落架的水平垂直侧向载荷系数P x,p y,p z---—-—起落架承受的水平,垂直和侧向载荷P o——-—-——起落架的停机载荷4.飞机结构的承载能力表现在对飞机的使用限制和飞机结构余量两个方面5.(1)飞行包线是以飞机在飞行中的使用限制条件。
可将飞行中可能出现的空速和过载系数的各情况用速度-----过载飞行包线表示出来。
(2)飞行包线是以飞行速度,高度和过载等作为界限的封闭几何图形,用以表示飞机的飞行范围和飞行限制条件。
6.飞机结构承载余量----—-—安全系数和剩余强度数值7.设计载荷与使用载荷之比叫安全系数fF=p设计/p使用(安全系数采用1.5)8.剩余强度系数应该略微大于11。
1.2飞机结构适航性要求和结构分类1.飞机结构的适航性要求:(1)结构的强度,(2)结构的刚度(3)结构的稳定性(4)结构的稳定性2.载荷作用下的5种基本变形:a.拉伸变形b。
压缩变形c。
剪切变形d.扭转变形e。
弯曲变形3.飞机结构基本元件1。
杆件2。
梁元件3。
板件4.飞机结构件:1。
杆系结构2。
平面薄壁结构3.空间薄壁结构飞机结构疲劳设计1.安全寿命设计:是建立在无裂纹的基础上,当结构在疲劳载荷作用下出现客观的可检裂纹时,就到了结构的安全寿命终点了2。
安全寿命设计有如下几点不足之处:1。
不能确保飞机结构的使用安全2。
不能充分发挥飞机结构的使用价值3。
飞机的构造与系统飞机的基本组成飞机的主要组成部分及其功能如下:1、推进系统:包括动力装置(发动机和保证其正常工作所需的附件)、能源及工质。
其主要功能是产生推动附件前进的推力(或拉力)。
2、操作系统:其主要功能是形成(自动或有驾驶员)与传递操纵指令,驱动舵面和其他机构,控制飞机按预定航线飞行。
3、机体:包括机身、机翼和尾翼等。
其主要功能是产生升力;装载有效载荷、燃油及机载设备;将其他系统和装置连成一个整体,构成适于稳定及操纵飞行的气动外形。
4、起落装置:其主要功用是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时,用以支持以及吸收撞击能量并操纵滑行方向。
5、机载设备:包括方向仪表、导航、通信、环境控制、生命保障、能源供给等设备以及客舱生活服务设施(对民用飞机)或武器和火控系统(对军用飞机)。
航空发动机为航空器(主要指飞机)提供所需动力的发动机。
目前,飞机常用的发动机主要有四类:1、活塞式航空发动机:早期在飞机和直升机上应用的发动机,用它带动螺旋浆或旋翼。
活塞式航空发动机的优点是省油,螺旋浆在低速飞行时推进效率高,在相同功率下能产生较大的拉力,有利于提高飞机的起飞性能。
缺点是结构复杂,重量大而输出功率小,螺旋浆在高速飞行时推进效率低,因此不适用于大型和高速飞机。
但是对低速飞机而言,它具有喷气式发动机不可比拟的优点,那就是耗油率低。
此外,由于燃烧较完全,对环境的污染相对较低,噪音也较小。
因此,小功率的活塞式航空发动机还广泛使用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。
2、涡轮螺旋浆发动机:燃气涡轮发动机构造简单、功率大、体积小和重量轻,可以用在大型飞机上。
但由于螺旋浆的限制,仍限用于速度低于800公里/小时的飞机上。
3、涡轮喷气发动机:具有重量轻、体积小和功率大的特点,适于超音速飞行。
但在高亚音速范围内推进效率较低,耗油也多。
在发动机涡轮后的喷管中补充燃油,构成加力燃烧室,可以大幅度提高推力,但是耗油量增加很多,只能用在短时间作超音速飞行的超音速歼击机和轰炸机上。
飞机结构与系统
飞机结构和系统是构成飞机的重要组成部分,它们确保飞机的安全性、可靠性和性能。
以下是飞机结构和系统的主要内容:
1.飞机结构:飞机结构由机身、机翼、机尾、机舱等组成。
它们承受飞机自身的重量、飞行载荷和外界环境的影响,
提供良好的气动特性和结构强度。
飞机结构通常由金属、
复合材料等耐用材料构成,包括框架、蒙皮、加强结构和
连接件。
2.动力系统:飞机的动力系统包括发动机、燃油系统和推进
系统。
发动机负责提供推力,推动飞机前进。
燃油系统负
责存储和供给燃料,以支持发动机的工作。
推进系统则包
括推进器、涡轮风扇等,以增加发动机的效率和推力。
3.操纵系统:操纵系统用于控制飞机的操纵面,包括副翼、
方向舵、升降舵和扰流板。
这些操纵面通过控制杆、脚踏
板和操纵系统传递驾驶员的输入,实现对飞机姿态、方向
和高度的控制。
4.电气系统:电气系统提供飞机所需的电力和电子设备工作
所需的电能。
它包括起动系统、发电机、电池、电路保护
和隔离设备,以及用于控制和监测飞机各个系统的电子设
备和航空电子仪器。
5.环控系统:环境控制系统负责维持飞机内部的温度、湿度、
压力和空气质量,在不同的气候条件下为乘客和机组人员
提供舒适的工作和生活环境。
它包括空调系统、机舱通风系统和氧气系统。
6.降落装置:降落装置用于起飞和降落阶段的着陆。
它通常
由起落架和轮胎组成,有时还包括减震装置、刹车系统和襟翼。
这些结构和系统在飞机设计和制造过程中密切相互关联,确保飞机的安全运行。
它们通过复杂的工程设计和测试,满足飞机性能、航空安全和乘客舒适度的要求。