飞机飞行载荷与过载1-1

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本课结束 END OF THIS LESSON
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升力 阻力
1 Y = CY × ρ 2
ν ×S
2
1 X = CX × ρ 2
ν ×S
2 2
1 侧向力 Z = CZ × ρ 2
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ν ×S
几种典型状态下的飞行载荷
平飞：飞机等速水平直线飞行。
受载情况
Y＝G； P＝X ；Z＝0 ；∑ M=0 。
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飞机载荷 飞机载荷可分为
飞行载荷
在飞行中受到的气动力（包括升力Y 在飞行中受到的气动力（包括升力Y、阻 侧向力Z ）、重力 重力G 力X、侧向力Z等）、重力G、推（拉） 和各种力矩M 力P等和各种力矩M。
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飞机载荷 飞机载荷可分为
结构刚度：结构抵抗变形的能力。
有限！ 有限！ 在外载荷作用下任何结构都会变形！ 在外载荷作用下任何结构都会变形！
结构强度和结构刚度是衡量飞机结 构承载能力大小的基本标志。
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机体坐标系
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飞机飞行载荷 飞行载荷随飞机构型、飞行状态、 发动机状态等变化。其中升力对机 体受载的影响是较为严重的。
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Hale Waihona Puke 机过载 几种典型状态下的过载平飞
n =1
垂直平面内曲线飞行
n = cosθ +
n=
1 cosγ
v2 gR
水平平面内曲线飞行
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飞机过载
几种典型状态下的过载
平飞遭遇垂直突风
n =1±
Cα ρwv0S y 2G
=1±
Cα ρwv0 y 2P
翼载荷P ：单位机翼面积所承担的飞机重量。 翼载荷P 单位机翼面积所承担的飞机重量。
适当减小飞行速度可减小飞机过载和颠簸， 适当减小飞行速度可减小飞机过载和颠簸，但 速度太小则容易失速。 速度太小则容易失速。 以阵风穿越速度和适当高度飞行， 以阵风穿越速度和适当高度飞行，具有最强的 抗突风能力。 抗突风能力。 在所有可能的情况下都应避开严重颠簸区域。 在所有可能的情况下都应避开严重颠簸区域。
几种典型状态下的飞行载荷
平飞：飞机等速水平直线飞行。
机翼蒙皮受力情况
低速大迎角：上吸下压，受力小。 低速大迎角：上吸下压，受力小。
易失速
高速小迎角：上下受吸（易鼓胀），前缘受压 高速小迎角：上下受吸（易鼓胀），前缘受压 ）， 易凹陷），受力大。 ），受力大 （易凹陷），受力大。
易增大阻力、损坏蒙皮。 易增大阻力、损坏蒙皮。
所以在任何时候，必须确保： 所以在任何时候，必须确保：V<VNE
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几种典型状态下的飞行载荷
垂直平面内曲线飞行
man =
G v2 g R
= Y −Gcosθ
G v2 g R
Y = Gcosθ +
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几种典型状态下的飞行载荷
垂直平面内曲线飞行
欢 迎 学 习
CH1 飞机飞行载荷与机体
（Aircraft Flight Load and Airframe） Airframe）
中国民用航空飞行学院
1-1飞机飞行载荷与过载
§1-1 飞机飞行载荷与过载 2/21
飞机载荷 飞机载荷:飞机受到的各种力。
气动力； 气动力； 飞机重力； 飞机重力； 发动机推（ 发动机推（拉）力； 地面反作用力； 地面反作用力； ……
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突风载荷
飞机遭遇垂直突风
在遭遇强突风时机体 受载情况将会相当严 重。 突风载荷是民用运输 机主要载荷之一。 机主要载荷之一。
w ∆α ≈ tg∆α = v0 w ∆Cy = Cα ×∆α = Cα × v0 y y
∆Y = ∆Cy × ρ
1 2
Y = Y0 ± ∆Y = Y0 ± 1 Cα ρwv0S 2 y
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设计过载与使用过载
设计过载n设计 使用过载n使用
设计、审定飞机时规定的最大过载， 设计、审定飞机时规定的最大过载，又称 极限过载n 极限过载n极限。 正常飞行中允许使用的最大过载，是飞机 正常飞行中允许使用的最大过载， 结构的永久变形限制。 结构的永久变形限制。
ν
S = 1 Cα ρwv0S 2 y 0
2
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飞机过载 飞机过载
飞机过载是飞机在某飞行状态下升力 Y 与重力的比值， 与重力的比值，即 n = G 。 飞机过载表明了机体受载的严重程度。 飞机过载表明了机体受载的严重程度。 注意： 注意：飞机过载可能 ≤1/ ≥1/ ≤ 0/ ≥ 0 ， 其正负取决于升力在机体坐标系上的 方向。 方向。
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突风载荷
突风（紊流）
大小、方向变化不定的气流。 大小、方向变化不定的气流。
突风载荷
在突风情况下的飞行载荷。 在突风情况下的飞行载荷。
相对而言，水平突风和侧向突风对机体 受载的影响较小，而垂直突风（特别是 垂直向上的突风）对机体受载的影响较 大。 必须注意
突风对飞机起降的影响相对较大。 突风对飞机起降的影响相对较大。
设计过载n设计和使用过载n使用的意义
表明了飞机机动性好坏 表明了飞机抗强突风的能力 使用限制：n≤n使用<n设计
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小结 基本概念： 基本概念：
飞行载荷、突风载荷、ｎ、ｎ 飞行载荷、突风载荷、ｎ、ｎ使用、ｎ设计
重点问题： 重点问题：
●平飞、曲线飞行、突风条件下的载荷特点 平飞、曲线飞行、 及控制。 及控制。 平飞、曲线飞行、 ●平飞、曲线飞行、突风载荷因数的大小及 ｎ、ｎ使用、ｎ设计的实用意义 突风载荷因数影响因素及安全控制。 ●突风载荷因数影响因素及安全控制。
地面载荷
在地面受到的地面支持力、地面摩擦力、 在地面受到的地面支持力、地面摩擦力、 飞机重力等。 飞机重力等。
座舱增压载荷
飞机气密座舱所受的内外气压差。 飞机气密座舱所受的内外气压差。
§1-1 飞机飞行载荷与过载 5/21
结构强度和结构刚度 结构强度：结构抵抗破坏的能力。
有限！ 有限！ 载荷过大任何结构总可以损坏！ 载荷过大任何结构总可以损坏！
在航迹最低位置升力Y 在航迹最低位置升力Y最大 越大， 越大， 越小，所需升力就越大， G越大，V越大，R越小，所需升力就越大， 飞机就越容易失速或损坏！ 飞机就越容易失速或损坏！
§1-1 飞机飞行载荷与过载 12/21
几种典型状态下的飞行载荷
水平平面内曲线飞行
G Y cosγ = G Y = cosγ 越大， 坡度 γ 越大，所需升 力就越大！ 力就越大！飞机就越 容易失速或损坏！ 容易失速或损坏！ 坡度的限制因素： 坡度的限制因素：发 动机推力； 动机推力；飞机临界 迎角； 迎角；飞机结构强度 和刚度。 和刚度。 民机正常 γ max =30°, =30° =15° 单发 γ max =15°。 飞行操纵应及时、 飞行操纵应及时、柔 和，不能随意压大坡 度。