民用飞机结构和设计

飞机结构详细讲解机翼机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。

其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。

另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。

由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。

飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。

机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。

其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上，而有些飞机整个就是一个大的飞翼，如B2隐形轰炸机则根本就没有接头。

以下是典型的梁式机翼的结构。

一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成，所谓纵向是指沿翼展方向，它们都是沿翼展方向布置的。

* 翼梁是最主要的纵向构件，它承受全部或大部分弯矩和剪力。

翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成（如图所示）。

凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成，腹板用硬铝合金板材制成，与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。

凸缘和腹板组成工字型梁，承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。

* 纵樯与翼梁十分相像，二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连，其长度有时仅为翼展的一部分。

纵樯通常布置在机翼的前后缘部分，与上下蒙皮相连，形成封闭盒段，承受扭矩。

靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。

* 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成，铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力，并共同将气动力分布载荷传给翼肋。

二、横向骨架机翼的横向骨架主要是指翼肋，而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋，横向是指垂直于翼展的方向，它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。

* 普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体，把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁，并保持翼剖面的形状。

link appraisement刘 伟 李俊斌中航飞机股份有限公司图1 翼身整流罩位置示意图中国科技信息2020年第6期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2019◎航空航天流罩，后梁以后的整流罩为后部整流罩，见图 2。

为满足飞机维护性要求，并综合考虑机身框及中央翼前、后梁的位置，需要将整流罩面板分为多块。

所有面板均可卸，以便于检查内部结构和系统。

另外，面板的分块必须充分考虑制造成本及工艺性。

传力分析翼身整流罩作为次承力结构，主要是对内部的各个系统设备起包络维形、气动光顺作用，除主要承受气动载荷影响外，还受到其他环境因素的影响，总体上载荷情况并不严重。

气动载荷由面板承受，经骨架传递给机身框及中央翼前后梁，但需要注意的是在翼身连接处，由于机身、机翼刚度的不同，导致整流罩结构连接处变形不一致产生附加载荷。

在连接处，应采取释放连接自由度、减小连接刚度等措施，以降低附加载荷。

材料分析整流罩主要结构包含骨架和面板，功能上无特殊要求外，骨架常选用铝合金材料，面板常选用玻璃纤维和芳纶蜂窝芯，外面板表面铺覆防雷击表面膜、表面胶料、聚氟乙烯保护膜等材料。

在面板和蜂窝之间选用合适的胶黏剂，在需要填充和密封的部位需用合适的密封胶或密封带，在面板内表面边缘粘贴密封带。

翼身整流罩面板截面形式及材料分布见图3。

结构设计因翼身整流罩主要承受飞行过程中的气动载荷及振动，故复合材料面板、骨架及连接边条是整流罩结构设计的关键。

典型结构形式见图4。

复合材料面板对于复合材料面板，强度及刚度设计是需要重点考虑的因素。

为保证蒙皮有足够的刚度，在蒙皮非连接区，采用芳纶纸蜂窝芯材，内外表面均采用高温固化玻璃纤维织物预浸料。

为保证面板有足够的连接强度，并改善密封及防水性能，降低工艺难度，在边缘连接区域，不采用蜂窝芯材，直接采用预浸料进行铺层及包边。

翼身整流罩面板主体材料见表1。

纵列式直升机结构设计-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：直升机是一种具有垂直起降和悬停能力的飞行器，其设计和结构特点对于其性能和安全性起着至关重要的作用。

纵列式直升机是一种特殊类型的直升机，其旋翼由两个或多个并排的旋翼组成，相比传统的单旋翼直升机，纵列式直升机具有更好的稳定性和操纵性能。

本文将主要探讨纵列式直升机的结构设计问题。

首先介绍纵列式直升机的概念和背景，简要介绍其发展历史和应用领域。

然后分析纵列式直升机结构设计的要点，包括在设计过程中需要考虑的各种因素和关键技术。

最后总结纵列式直升机结构设计的重要性，并展望其未来的发展方向。

通过本文的研究，不仅可以更好地理解纵列式直升机的设计原理，还可以为相关领域的研究和发展提供一定的参考依据。

1.2 文章结构本文将首先介绍纵列式直升机的概念和背景，包括其定义、分类和应用领域。

接着将重点讨论纵列式直升机的结构设计要点，包括整机结构、主旋翼结构、尾桨结构等方面。

在这一部分，我们将详细分析不同部件的设计原则、材料选用、加工工艺等关键因素。

最后，我们将总结纵列式直升机结构设计的重要性，强调设计优化对飞行性能和安全性的重要影响，并展望未来纵列式直升机结构设计的发展趋势和挑战。

通过本文的阐述，读者将对纵列式直升机结构设计有更深入的了解，为相关设计工作提供参考和指导。

1.3 目的纵列式直升机结构设计的目的是为了确保直升机在飞行过程中具有良好的稳定性和可靠性。

通过合理地设计和优化直升机的结构，可以有效地减少飞行过程中的振动和噪音，提高直升机的飞行性能和安全性，同时也可以延长直升机的使用寿命。

另外，纵列式直升机结构设计还需要考虑到飞行员的操控和操作便利性，以及机舱内部空间的合理利用。

通过合理布局和设计飞机的控制系统、通风系统和其他关键部件，可以提高飞机的舒适性和操作性，为飞行员提供更好的飞行体验和工作环境。

总的来说，纵列式直升机结构设计的目的是为了在保证飞行安全的前提下，提高直升机的飞行性能和操作效率，满足不同任务需求和环境条件的要求，为航空运输、救援和军事等领域的应用提供有力支持。

民用飞机结构设计选材分析摘要：结构设计是满足飞机总体对结构设计的要求前提下,做到重量最轻，飞机的性能、飞机的设备和载油系数不断提高,要求飞机结构重量系数不断降低。

本文对民用飞机结构设计选材中的发展趋势、适航要求、选用原则、重点部段材料要求进行研究,为民用飞机结构设计提供借鉴.关键词：民用飞机；复合材料；适航要求；选材原则；材料性能一、民用飞机结构设计选材原则飞机材料的选择，一方面应满足飞机的性能参数，一方面取决于预算成本，同时还受实际设计状态所限制。

根据相应结构的技术、使用要求选材；结构所用材料应是已用于飞机生产的成熟材料，符合经批准的标准；选用新材料必须经过充分的试验验证；所选用材料需经适航审定部门批准认可；民用飞机结构设计对材料的要求应根据材料的性能、可获得性、易生产性、和成本等权衡利弊，综合比较，合理选择；注意继承性，减少材料的品种规格，优先选用现有机种已经采用过的材料，材料选择要结合工厂的制造能力。

通常选材需要综合考虑各种因素，从材料本身考虑，主要是机械性能、化学特性、温度特性，从其他设计要求考虑还应包括重量、刚度、强度、疲劳特性、抗腐蚀特性和成本等。

二、飞机总体对结构设计的要求和结构发展动向对于民用飞机结构设计的目标是满足飞机总体设计要求的基础上,实现结构重量最轻。

飞机总体对结构设计要求如:满足静强度要求,即能承受飞机各种飞行和地面的设计载荷;满足飞机使用寿命要求;满足振动和噪声要求;满足气动力对飞机结构的要求;满足飞机气动弹性要求;满足安全性和适航的要求;满足飞机舒适性的要求;满足飞机结构工艺性的要求;满足飞机使用维护性及可靠性的要求;满足飞机结构的经济性要求。

围绕着结构设计的总体要求,结构技术发展主要体现在:结构选材的变化;结构设计与制造技术的发展;结构分析技术的突破;结构试验技术的改进。

部分研究项目有:复合材料铺层和结构疲劳失效分析,铺层结构断面特性研究；复合材料结构冲击损伤和复合材料结构的修补研究及结构后屈曲和压损破坏分析（金属和复合材料结构后屈曲分析技术研究、智能结构技术的研究）。

飞机的主要结构与功用1.拟定技术要求:战术技术要求、使用技术要求。

包括:主要技术性能指标、主要使用条件、机载设备等。

分类：军用飞机的技、战术要求：飞机的最大速度；升限；航程/最大作战半径；起、降滑跑距离；载重；机动性指标（加力性能，盘旋半径，爬升性能，最大允许过载系数）；隐身；维护与保障性能；使用寿命；可靠性与安全性能。

民用飞机使用技术要求：有效载重；航程；安全性、可靠性、维修性、经济性。

2.飞机设计过程总体设计：气动外形布局设计；飞行力学性能设计；机载设备布置等，重量分设计；发动机选型设计；结构总体尺寸设计。

结构设计：理论设计；强度、刚度设计；细节设计；工程绘图。

结构设计的任务：设计出合乎使用要求且强度、刚度、疲劳、损伤容限品质合格，工艺性良好，满足重量的机体结构，为试制和批生产提供全套的图样和技术文件。

3.飞机制造过程工艺设计、机械加工、部件/全机装配。

首批试制出来的新飞机即可投入全机强度、疲劳寿命试验和试飞。

4.飞机的试飞、定型过程地面滑跑试验；起、降性能试验；飞行包线中各飞行科目试飞试验；飞机结构有五大组成部分：机身：装载。

机翼：产生升力。

尾翼：使飞机具有操纵性与稳定性。

起落装置：起飞、着陆、滑跑用。

动力装置：产生推力。

1、机身机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备；还可将飞机的其它部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体。

机身横截面以圆形为最好。

但为了满足其他要求），往往不得不采用椭圆、卵形以及其他各种各样的形状。

机身的构造形式也可以分为蒙皮骨架式、整体壁板式和夹层式三种。

蒙皮骨架式整体壁板机身与夹芯蒙皮的硬壳式机身桁梁式机身桁条式机身硬壳式机身横向加劲肋纵向加劲肋夹心蒙皮隔框2、机翼机翼的主要功用是产生升力，以支持飞机在空中飞行；也起一定的稳定和操纵作用。

在机翼的后缘，布置有副翼、扰流片等操纵翼面，为飞机提供横向操作性。

在机翼上一般安装有副翼和襟翼。

操纵副翼可使飞机滚转；放下襟翼能使机翼升力增大。

民用飞机构型管理要求民用飞机是指用于民用目的的飞机，包括商业航空、通用航空、农业航空等。

为了确保民用飞机的安全性和适航性，各国都制定了相应的构型管理要求。

构型管理是一种对飞机构型进行管理的方法，旨在确保飞机的适航性和安全性。

构型管理要求包括飞机构型设计、制造、维护、修理和修改等方面的要求。

一、飞机构型设计要求飞机构型设计要求是指对飞机的结构、系统和设备的设计要求。

飞机构型设计要求包括以下方面：1. 飞机结构设计要求：包括飞机的重量、强度、刚度、稳定性、空气动力学特性等方面的要求。

2. 飞机系统设计要求：包括飞机的动力、燃油、液压、气源、电源、通信、导航等系统的设计要求。

3. 飞机设备设计要求：包括飞机的仪表、控制器、传感器、阀门、泵等设备的设计要求。

二、飞机构型制造要求飞机构型制造要求是指对飞机的制造过程和制造质量的要求。

飞机构型制造要求包括以下方面：1. 材料和零部件的质量要求：包括材料的性能、强度、耐腐蚀性等方面的要求，以及零部件的尺寸、形状、表面质量等方面的要求。

2. 制造工艺和工具的要求：包括制造工艺的规范、工具的质量和精度等方面的要求。

3. 制造过程的控制要求：包括制造过程的记录、检验、测试、检查等方面的要求。

三、飞机构型维护要求飞机构型维护要求是指对飞机在使用过程中的维护和保养的要求。

飞机构型维护要求包括以下方面：1. 飞机维护程序和标准：包括对飞机进行例行维护和特殊维护的程序和标准。

2. 维护设备和工具的要求：包括维护设备和工具的质量和精度等方面的要求。

3. 维护过程的质量控制要求：包括维护过程的记录、检验、测试、检查等方面的要求。

四、飞机构型修理和修改要求飞机构型修理和修改要求是指对飞机进行修理和修改时的要求。

飞机构型修理和修改要求包括以下方面：1. 修理和修改的程序和标准：包括对飞机进行例行修理和特殊修理的程序和标准。

2. 修理和修改所使用的材料和零部件的要求：包括材料和零部件的性能、强度、耐腐蚀性等方面的要求。

民用涡扇飞机短舱结构防火设计摘要涡扇发动机动力部分和附件部分为指定火区，短舱作为包裹住火区的结构，必须设计成能够将火区与非火区完全隔离，以避免火区的火焰进去到其它区域引起灾难性的后果。

随着对于民用飞机安全性要求的不断提高，适航当局通过修正案和咨询通报，对于动力装置的防火保护提出了更加严格的要求。

本文研究的主要是火区的短舱结构防火墙与防火密封件的设计。

关键词涡扇发动机；短舱结构；防火中图分类号v1 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）93-0085-021概述民用涡扇发动机飞机短舱一般包括进气道、风扇罩、反推力装置和尾喷。

飞机火区必须有易燃液体和火源的存在。

易燃液体主要指容易燃烧或者引起爆炸的液体和蒸汽。

火源指的是飞机正常运转的条件下有足够的温度和能量点燃易燃液体的热源。

防火设计要求包括防火（fireproof）和耐火（fire resistant）两种。

根据ac20-135的定义：防火（fireproof）：材料或结构在2000℉±150℉的火焰下冲击15分钟，能够完成设计要求的功能。

耐火（fire resistant）：材料或结构在2000℉±150℉的火焰下冲击5分钟，能够完成设计要求的功能。

民用涡扇飞机发动机核心舱内由于发动机机匣的温度高于发动机正常运转所产生的易燃液体的自燃温度，因此为指定火区（designated fire zone）。

涡扇飞机发动机的附件齿轮箱（agb）如果布置在核心舱，则风扇舱为易燃液体泄露区；如果agb布置在短舱的风扇舱，则风扇舱也为指定火区，必须满足火区的防火要求。

2短舱结构防火设计短舱的火区需要有防火墙将其与非火区隔离开来，防火墙可以分为以下两种：如果作为防火墙的采用金属材料的短舱罩体和隔板能够在火焰的冲击下保持设计要求的功能，则为结构防火墙；如果作为防火墙的采用温度限制材料的短舱罩体和隔板需要护罩保护防止火焰的直接冲击，则为被保护的防火墙。