飞机结构与工艺及历史发展浅述
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中国飞机制造业中国飞机制造业在过去几十年中经历了飞速的发展,取得了令人瞩目的成就。
从早期的学习和模仿,到现在的自主创新和全球竞争,中国飞机制造业已经实现了质的飞跃。
一、历史发展中国飞机制造业的发展可以追溯到上世纪初。
在那个时期,中国航空工业刚刚起步,技术落后,设备匮乏。
然而,中国人民以不屈不挠的精神,努力发展航空事业。
经过几十年的努力,中国终于成功研制出自己的第一架飞机,为中国的航空事业奠定了基础。
二、技术进步随着经济的发展和科技的进步,中国飞机制造业在技术上取得了巨大的突破。
从仿制到自主创新,从传统材料到先进材料,从手工制造到数字化制造,中国飞机制造业的技术水平已经达到了一个新的高度。
例如,C919客机的研制成功是中国飞机制造业的一大突破。
C919客机采用了最先进的设计理念和技术,使用了大量的复合材料和先进的航空发动机,具有高效、安全、舒适的特点。
ARJ21支线客机的研制成功也标志着中国飞机制造业在自主研发方面的突破。
三、国际竞争中国飞机制造业的发展已经引起了国际社会的广泛。
在国际市场上,中国飞机制造业已经具备了较强的竞争力。
例如,中国商飞公司的ARJ21支线客机和C919客机已经获得了多个国际订单。
中国航空工业的快速发展也引起了其他国家的警惕,各国在航空领域的竞争也日趋激烈。
四、未来展望未来,中国飞机制造业将继续保持快速发展的势头。
随着技术的不断进步和市场需求的不断增长,中国飞机制造业将不断推出新的产品和服务,以满足国内外市场的需求。
中国飞机制造业也将加强国际合作,推动全球航空事业的发展。
中国飞机制造业在过去几十年中取得了令人瞩目的成就,未来将继续保持快速发展的势头。
随着技术的不断进步和市场需求的不断增长,中国飞机制造业将不断推出新的产品和服务,以满足国内外市场的需求。
中国飞机制造业也将加强国际合作,推动全球航空事业的发展。
我国飞机制造业上市公司财务风险评价引言中国飞机制造业在历经数十年的发展后,已逐步成为全球航空产业的重要参与者。
大型民用飞机复合材料承压框结构及工艺发展分析大型民用飞机复合材料承压框结构是指飞机机身中负责承受压力的结构部分,由复合材料构成。
随着航空工业的发展,复合材料在飞机机身结构中的应用越来越广泛。
本文将对大型民用飞机复合材料承压框结构及其工艺发展进行分析。
一、复合材料承压框结构复合材料承压框结构是大型民用飞机机身中的重要部件之一,扮演着承受机身压力、提供机身刚度和强度的重要角色。
复合材料承压框的主要特点有以下几点:1. 高强度:与传统的金属材料相比,复合材料具有更高的比强度和比刚度,在承受压力时有更好的性能表现。
2. 轻量化:复合材料的密度相对较低,可以实现机身重量的减轻,提高飞机的载重能力和耐久性。
3. 耐腐蚀性:复合材料在高湿度和腐蚀性环境下具有较好的耐腐蚀性能,可以延长机身的使用寿命。
4. 良好的阻燃性:复合材料可以添加阻燃剂,提高其阻燃性能,降低火灾风险。
5. 高度集成化:利用复合材料的成型性能,可以实现复杂形状的一体化结构设计,提高零部件的集成度和整体性能。
二、复合材料承压框结构的发展历程复合材料承压框结构的发展经历了几个关键阶段:1. 第一代:20世纪80年代初,波音公司开始在747-400飞机上采用复合材料承压框结构,首次实现了复合材料在机身结构中的应用。
该结构采用碳纤维增强环氧树脂短切片预浸料,在工艺上存在一些问题,如预浸料的厚度不均匀、接缝处的质量控制等。
2. 第二代:20世纪90年代至今,采用了更先进的复合材料工艺技术,如自动化纺织预制技术、自动定位和装配技术等。
复合材料的成本也得到了大幅度的降低,使得复合材料承压框结构的应用更加普及。
3. 未来发展趋势:未来,复合材料承压框结构的发展方向主要包括以下几个方面:(1)材料性能的改进:提高复合材料的抗冲击性、抗疲劳性和耐高温性能,以满足更高的安全性要求。
(2)工艺技术的创新:进一步提升自动化程度,减少人工操作,提高生产效率和质量稳定性。
飞机机体发展历程
飞机机体发展历程可以追溯到两个世纪前,当时人们刚刚开始探索飞行的可能性。
早期的飞机机体主要是由木材和布料构成,如格莱德飞机和莱特兄弟的飞机。
这些机体通常比较脆弱,无法承受过多的压力和振动。
随着时间的推移,飞机机体开始采用金属材料进行建造,例如铝合金和钢材。
这使得飞机更加坚固和耐用,能够应对更高的速度和更复杂的任务。
在二战期间,飞机机体的发展取得了巨大的突破。
军用飞机采用了更先进的结构设计,如喷气式发动机、双翼和机身螺旋桨等。
这些新技术大大提高了飞机的载重能力和机动性。
到了20世纪50年代,航空工程师开始研究和应用复合材料。
这种材料具有较高的强度和较轻的重量,对于提高飞机性能非常有益。
一些现代化的飞机机体开始使用碳纤维和玻璃纤维增强塑料等复合材料进行构造。
近年来,飞机机体的发展已经进入了一个全新的阶段。
随着航空技术的不断创新和改进,新材料和设计理念不断涌现。
例如,3D打印技术被应用于制造飞机零部件,使得生产更加精确和
高效。
在未来,飞机机体的发展趋势可能会朝着更轻、更强、更节能的方向发展。
航空公司对于燃油效率和减排要求日益严格,因此飞机制造商将继续寻求创新的材料和设计方法,以减轻飞机
重量,提高燃油效率。
总的来说,飞机机体的发展历程可以看作是技术的持续演进和改进。
随着时间的推移,飞机机体已经从简单的木制构造发展到了精密的复合材料结构,为现代航空业做出了巨大的贡献。
飞机机体发展历程飞机机体是人类的伟大创造之一,经过几十年的发展,从最早的木制机体到现代的复合材料机体,它的发展历程可谓是一部充满挑战和创新的历史。
飞机机体的发展可以追溯到19世纪末20世纪初,这个时期,最早的飞机机体是由木材制成的,主要采用了几何结构的原理来增加结构强度,但由于木材材质相对较重和容易受到风雨侵蚀,这些机体的性能并不理想。
到了20世纪20年代,飞机机体开始采用金属制材料,例如铝合金。
这使得机体的强度和刚性都得到了大大提高,飞机的载重量也随之增加。
然而,金属机体存在着自重相对较重、易腐蚀、焊接复杂等问题。
随着科学技术的不断进步,在20世纪30年代,飞机机体开始采用了新材料——复合材料。
复合材料由纤维增强材料和树脂基体组成,具有高强度、轻量化、抗腐蚀等优点,因此成为飞机机体的理想选择。
这种新材料在第二次世界大战期间得到了广泛应用,成功地提高了飞机的性能和稳定性。
到了20世纪50年代,飞机机体开始采用了全金属结构。
这是因为随着飞机航空速度的不断增加,机体需要更大的刚性和强度来应对高速飞行所带来的巨大压力,而金属材料具有较高的刚性和强度,能够更好地满足这一需求。
然而,在20世纪80年代,随着飞机航空技术的进一步提高和需要更轻量化的要求,飞机机体又出现了转变。
复合材料再次成为飞机机体的主要材料,它的优点在于轻质化和高强度,能够提高机体的载重量和燃油效率,并减少飞机的燃油消耗和排放。
随着科技的不断进步和航空技术的不断发展,飞机机体正朝着更轻、更强、更耐久的方向发展。
例如,近年来出现了一种新型的复合材料——碳纤维复合材料,它比传统的复合材料更加轻量化和高强度,被广泛应用于现代飞机机体的制造中。
总体来说,飞机机体的发展经历了从木质到金属再到复合材料的转变,这是随着科技的进步和需求的变化而不断完善和创新的结果。
未来,随着人们对航空技术的进一步追求,飞机机体将继续发展,为实现更快、更高、更远的飞行目标做出更大贡献。
飞机构造的演变现代飞机的主要组成部分,有机翼(包括固定部分和活动部分,如主翼、副翼、升降舵和方向舵)、机身、发动机和起落架等。
早期的飞机都是双翼的,因为当时发动机的功率较小,飞机飞行速度低,只能采用双翼结构,以加大机翼面积,得到足够的升力。
为增加飞机结构的强度和刚性,两翼之间有加固用的撑杆。
随着发动机功率的增大,飞行速度提高,于是用单翼就能产生足够的升力,而在高速飞行时,双翼产生的阻力大,反而不利于飞行。
自20世纪20年代末起,双翼飞机逐渐被单翼机所取代。
现在,仅在要求低速飞行时,才使用双翼机,如,喷洒农药、初级飞行训练等。
根据单翼机机翼的位置,可分为高翼机(机翼在机身上方)、中翼机(在机身中央)和下翼机(在机身下方)。
高翼机有好的向下视野和横向稳定性。
人们在水上飞机的机翼上安装发动机,为使发动机不溅到水,就把机翼固定在机身上方的支架上,形成特殊的高翼——伞翼。
中翼飞机由于不在机身下半部安装横梁,可腾出空间装载更多货物。
下翼飞机可减小起落架的高度,便于维修装载更多货物。
下翼飞机可减小起落架的高度,便于维修装在机翼上的发动机。
机翼的平面形状有矩形、梯形、后掠形和三角形。
其中,变后掠翼是活动的,在高速飞行时,机翼可向后内侧收缩,由梯形变成后掠翼形。
这种飞机无论在低速飞行,还是高速飞行时,都有良好的性能。
主翼的可活动部分叫做副翼,用以调节飞机侧向倾斜和升降。
在飞机尾部还有水平尾翼和垂直尾翼。
水平尾翼在起飞、降落中发挥作用,而垂直尾翼则协助飞机左右转向。
当然飞机飞行时需要这些部件协调作用,否则飞机会失控,出现机毁人亡的事故。
有的飞机,如航空母舰的舰载机,为节约船舱中所占空间,机翼做成可折叠的,当存放在船舱中时,就收起机翼,起飞时才打开。
机身外形要利用减少阻力,而且要有相当的强度。
发动机的布局则随发动机的种类、数量而定。
例如,螺旋桨单发动机飞机,它的发动机位于机身前端正中;而双螺旋桨、甚至四螺旋桨发动机的飞机,发动机就对称地装在机翼上。
飞机制作原理飞机作为一种现代化的交通工具,在人类的生活中扮演着重要的角色。
无论是商业航班还是军事飞机,都需要根据一定的原理来进行制作。
本文将介绍飞机的制作原理,并探讨其中的相关技术和工艺。
一、飞机的基本构造飞机的制作原理首先需要了解飞机的基本构造。
飞机主要由机身、机翼、发动机和尾翼四个部分组成。
机身是飞机的主体结构,通常由金属或复合材料构成。
机翼负责提供升力,其形状和结构设计决定了飞机的飞行性能。
发动机则负责提供动力,驱动飞机前进。
尾翼用于控制飞机的姿态和方向。
二、机身的制作机身的制作通常采用金属或复合材料。
金属材料一般是铝合金或钛合金,具有较高的强度和可塑性。
复合材料由碳纤维和环氧树脂等复合而成,具有轻质、高强度和抗腐蚀等优点。
机身的制作需要进行材料的切割、成型和焊接等工艺,确保机身的结构牢固和密封性良好。
三、机翼的制作机翼是飞机提供升力的重要部分,其制作原理涉及到气动力学和结构力学等学科。
机翼的形状和弯曲程度是影响飞机性能的关键因素。
一般来说,机翼采用翼型横截面设计,以确保在飞行时能够产生足够的升力和降低阻力。
机翼的制作需要进行剖面的铆接和加固,同时保证整个机翼的结构刚性和稳定性。
四、发动机的制作飞机发动机的制作原理涉及到燃烧、压缩和膨胀等热力学过程。
目前使用最广泛的是涡轮喷气发动机,其工作原理是利用高速喷气推动飞机向前。
发动机的制作需要精确的零部件加工和装配,以确保燃烧效率和动力输出的可靠性。
五、尾翼的制作尾翼主要由垂直尾翼和水平尾翼组成,用于稳定飞机的姿态和控制飞机的方向。
尾翼的制作原理有赖于舵面和舵面操纵系统的设计和制造。
舵面通常由金属材料制作,既要保证结构强度,又要保证舵面的灵活性和运动的精准性。
六、其他关键技术在飞机制作过程中,还需要应用一些其他关键技术。
例如,飞机的涂装工艺是为了保护机身和提高飞机的外观质量。
同时,飞机的电气系统和控制系统也是飞机正常运行的关键,其制作和安装需要高度的技术要求和严格的测试。
飞机制造的技术和工艺随着科技的不断进步,飞机的制造技术和工艺也在不断变化和提升。
从最早的飞机制造到现代高科技飞机制造,专业人员在技术方面做出了令人瞩目的进步和贡献。
一、制造流程飞机制造是一项极其复杂的工作。
其制造流程包括设计、制造、装配和测试这几个环节。
其中,设计过程是非常重要的环节,设计师必须能够将飞机的设计理念、材料和性能相结合,才能保证飞机的飞行安全和性能达成预期效果。
制造飞机的主要材料包括金属材料、复合材料等。
与传统的金属材料相比,复合材料具有高强度、高刚度、轻重量等特点,能够有效地减轻飞机的重量。
随着复合材料的广泛应用,使得飞机的性能得到大大提高。
装配是飞机制造过程中的关键环节。
由于飞机部件的要求比较高,装配前必须要进行多次精细的加工和检验。
其中,金属件通常采用机加工和冷成形等方式加工,而复合材料则采用顶尖技术加工和成型,以保证飞机的性能。
测试环节也是飞机制造中最重要的环节之一。
测试过程中,必须进行全面的性能检测,包括飞机静态测试、飞行测试、负载测试等。
测试结果将直接影响到飞机的飞行性能和安全性。
二、新技术随着科技的不断进步,飞机制造的新技术也在不断涌现。
例如,3D打印技术、机器学习技术、大数据处理技术等,这些新技术的应用将大大提高飞机制造的效率和质量。
3D打印技术可以将数字模型直接转化为实体零件,使得飞机零部件的制造更加精确和快速。
机器学习技术可以通过对飞机数据进行分析,提高飞机的使用寿命和性能。
大数据处理技术可以直接对飞机数据进行监控和分析,提高飞机的运行效率和安全性。
三、展望未来的飞机制造将更加注重智能化、无人化和可持续性,这也是飞机制造技术和工艺发展的方向和目标。
未来的飞机将具备更高的自动化和智能化水平,具有更强的飞行能力和安全性。
同时,未来飞机制造将更加注重生态环保和可持续性。
随着社会对环境保护意识的日益加强,飞机制造将更加注重环保和节能,减少对环境造成的负面影响。
总之,飞机制造的技术和工艺是一个不断进步的过程,随着技术的发展和进步,未来的飞机将变得更加智能、高效和环保。
资料飞机发展史:从起源到未来以下是历史资料的整理:一、飞机的起源和早期发展飞机的起源可以追溯到人类对飞行的渴望和探索。
自古以来,人们就一直梦想着能够像鸟一样自由翱翔在天空中。
然而,真正的飞机出现是在19世纪末期。
1890年,法国人莱特兄弟开始了对飞机的研制。
他们通过研究鸟类的飞行原理,设计出了一架能够飞行的飞机。
这架飞机采用了轻质材料和简单的结构,通过蒸汽机作为动力源,实现了人类历史上第一次有人驾驶的飞行。
在随后的几年里,许多国家的科学家们也开始进行飞机的研究和开发。
这些飞机主要用于军事侦察、邮件传递等用途。
在这个时期,飞机的技术得到了快速的发展和进步。
二、活塞发动机飞机的诞生与进步随着科技的发展,人们开始采用活塞发动机作为飞机的动力源。
活塞发动机具有体积小、重量轻、功率大等优点,使得飞机能够实现更高的飞行速度和更远的航程。
1903年,美国莱特兄弟成功研制出了世界上第一架使用活塞发动机的飞机——“飞行者一号”。
这架飞机采用了轻质材料和简单的结构,通过活塞发动机提供动力,实现了人类历史上第一次有人驾驶的固定翼飞行。
在随后的几年里,许多国家的科学家们也开始进行活塞发动机飞机的研制和开发。
这些飞机主要用于军事侦察、轰炸、运输等用途。
在这个时期,活塞发动机飞机的技术得到了快速的发展和进步。
三、喷气式飞机的发明与革新随着航空技术的不断发展,人们开始采用喷气式发动机作为飞机的动力源。
喷气式发动机具有更高的飞行速度和更远的航程等优点,使得飞机能够实现更高的飞行性能。
1939年,德国人奥海因成功研制出了世界上第一台喷气式发动机。
随后,英国、美国等国家也开始进行喷气式飞机的研制和开发。
这些飞机主要用于军事侦察、轰炸、运输等用途。
在这个时期,喷气式飞机的技术得到了快速的发展和进步。
四、超声速飞机的创新与突破随着科技的不断进步,人们开始研制超声速飞机。
超声速飞机是指飞行速度达到马赫数2.5以上的飞机。
这种飞机具有更高的飞行速度和更远的航程等优点,使得飞机能够实现更高的飞行性能。
飞机制造技术的发展飞机是人类最伟大的发明之一,它的出现不仅改变了人类交通方式,而且极大地推动了现代工业的发展。
随着科学技术的迅速发展,飞机制造技术也在不断地更新。
从最初的木制飞机到现在的钛合金和碳纤维材料,从螺旋桨发动机到现在的喷气式和涡轮风扇发动机,飞机的发展历程是一个科技创新的历程,也是一个技术革命的历程。
一、材料技术的进步材料是飞机制造的重要基础。
随着科技的发展,飞机所使用的材料也在不断地升级。
最初的飞机主要使用木材和布料制造机体,这种材料性能差、重量大,不利于飞机的飞行和维修,不过随着钢铁材料技术的发展,飞机开始使用金属材料制造机体,这大大提高了飞机的强度和稳定性。
而钛合金和高强度铝合金的使用,进一步降低了飞机的重量和增加了耐用性。
现在,以碳纤维为代表的高强度、低重量材料的出现,让飞机的性能更加出色,也为飞机的设计和制造提供了更多的可能性。
二、生产工艺的改进生产工艺是制造飞机的核心环节。
在飞机制造领域,复合材料加工技术是相对熟练的工艺,主要应用于飞机部件的制造和修理,通过先进的计算机软件模拟分析,可以实现更精密的零件加工。
传统加工方法对于各种不同形状的孔和曲面无法进行全面的加工。
而使用先进的激光加工技术可以实现较高程度的精密加工,极大地提高零件制造的效率。
随着机械、自动化和先进制造技术等新技术的引入,飞机的制造过程越来越精细化、自动化和智能化,大大降低了零部件制造和装配的工作难度,提高了飞机的生产效率和质量。
三、动力系统的革新动力系统是飞机的“心脏”,影响着飞行的性能和效率。
在飞机的发展历程中,动力系统的更新换代始终是制造业的重要领域。
传统的螺旋桨发动机提供动力的同时,噪音、震动和油耗等问题十分严重。
1940年代,喷气式发动机的发明,彻底改变了飞机的动力系统。
喷气式发动机提供更快的飞行速度、更大的载荷能力以及更大的升限高度,使飞机不仅能够飞行更远的距离,也能对地面目标进行精准的打击。
涡轮风扇发动机则是时下热门的动力源,它不仅能够提供前所未有的动力和效率,还能够降低噪音和污染,是未来飞机动力的主要发展方向。
《航空概论》飞机的基本构造汇报人:2023-12-21•飞机概述•机身构造•机翼构造目录•尾翼构造•发动机构造•起落架构造01飞机概述飞机是一种能够在大气层中飞行的重于空气的机器,多数由固定翼、动力系统、操纵系统、机身等部分组成。
定义根据用途、动力、外形等特点,飞机可分为战斗机、运输机、轰炸机、直升机等。
分类人类对飞行的探索始于对鸟类的模仿,如风筝等。
早期探索莱特兄弟的发明现代飞机的发展1903年,莱特兄弟发明了第一架真正意义上的飞机,标志着航空时代的开始。
随着科技的不断进步,现代飞机在性能、安全性、舒适性等方面都得到了极大的提升。
030201其他系统包括起落架、液压系统、电气系统等,用于支持飞机的正常飞行和操作。
操纵系统用于控制飞机飞行姿态和动作的部分,包括副翼、襟翼、方向舵等。
动力系统为飞机提供动力的部分,包括发动机、螺旋桨等。
机身飞机的主要结构部分,用于连接其他部件,并承受飞行中的各种载荷。
固定翼飞机的升力来源,通过翼型设计和气流速度产生升力。
飞机的组成与功能02机身构造机身结构类型金属半硬式机身由骨架和蒙皮构成,骨架由梁、肋、桁条等组成,蒙皮用铝合金板材制成。
这种结构形式多用于早期的飞机。
金属硬式机身由若干纵向和横向桁条及蒙皮组成,桁条和蒙皮用铆钉连接。
这种结构形式多用于现代飞机。
复合材料机身由碳纤维复合材料制成,具有重量轻、强度高、抗腐蚀性好等优点,多用于现代高性能飞机。
机身材料与制造工艺金属材料01常用的金属材料有铝合金、镁合金、钛合金等。
铝合金具有重量轻、强度高、抗腐蚀性好等优点,是机身结构的主要材料。
复合材料02常用的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、抗腐蚀性好等优点,是现代高性能飞机机身结构的主要材料。
制造工艺03机身结构的制造工艺主要包括铆接、焊接、胶接等。
其中,铆接是最常用的连接方式,焊接主要用于金属材料的连接,胶接主要用于复合材料的连接。
飞机的发展历程飞机是人类科技发展的伟大成果之一,它的发展历程可以追溯到远古时代的梦想与幻想。
从最早的空中翱翔梦想,到如今的现代喷气式飞机,飞机的发展经历了一系列的里程碑。
下面,我们将探索飞机发展的历程。
飞机的最早起源可以追溯到中国古代的风筝。
风筝的飞行原理启发了人们对于在空中自由飞行的想象。
古代中国的风筝制造技术与飞行理论为后来的飞机发展奠定了基础。
到了17世纪,著名的蒸汽工程师瓦特提出了蒸汽喷射原理,这启发了人们关于发动机动力的想象。
但是,直到19世纪末,人们仍然只能梦想着在空中翱翔。
1903年12月17日,莱特兄弟成功地让飞机离开地面,进行了历史上第一次有人驾驶的飞行。
兄弟俩的飞机采用了螺旋桨推进和轻质结构,这是飞机发展中的重要里程碑。
从此以后,飞机的发展进入了实际应用的时代。
第一次世界大战成为飞机发展的重要推动力。
双翼飞机在战争中得到了广泛应用。
随着对机翼、机体材料和发动机等关键技术的不断改进,飞机在性能和功能上有了显著提升。
1927年,查尔斯·林德伯格成功地单飞了大西洋,进一步展示了飞机的潜力和发展前景。
这种飞行所需的可靠性和舒适性促使飞机技术有了更大的突破,双引擎和金属材料的使用使得飞机的载重能力和飞行速度都得到了提高。
第二次世界大战时期,飞机发展进入了高速发展阶段。
各国致力于研发更先进的军用飞机,如喷气式飞机和直升机。
喷气式飞机的出现,使得飞行速度更快、航程更长,这给民航业的发展提供了契机。
战后,飞机的发展进入了民用航空的时代。
1969年,波音747首次商业飞行,它是迄今为止最大的民用飞机。
747的问世开启了大型远程航班的时代,使人们能够更方便、高效地进行国际旅行。
现代喷气式客机的问世,使得航空业的发展进入了一个新的台阶。
低空飞行技术、高科技材料的应用,以及对航空安全的不断追求,使得飞机的发展变得更加安全、舒适和环保。
此外,随着科技的进一步发展,无人机的出现也成为飞机发展的新趋势。
飞机机体发展历程简述飞机机体的发展历程可以追溯到人类追寻飞行梦想的开始。
在过去的几个世纪里,飞机机体经历了许多改进和创新,使其成为现代航空业的重要一环。
飞机的机体最早由轻质材料如木头、布料和金属构成。
第一架飞行器的机体由桁架结构构成,包括用木条和钢线构造的机翼和尾翼。
这种机体结构的优点是轻巧,但缺点是不够坚固和耐用。
进入20世纪初,飞机机体的发展进入了一个新的阶段。
在此期间,飞机的机翼开始采用更坚固的结构,如金属骨架和木头或铰接金属蒙皮。
这种结构使机翼更加坚固,也增加了飞机的稳定性和控制能力。
到20世纪20年代,飞机机体的设计开始趋向于全金属结构。
这是通过在飞机的各个部分使用金属构件来实现的,包括机翼、机身和尾翼。
全金属结构机体的优点是更耐用、更轻便,也更容易加工和制造。
这种机体结构的使用进一步推动了飞机的发展和改进。
随着航空技术的不断发展,飞机机体的设计也在不断创新。
在20世纪30年代,飞机机体开始采用流线型设计,以减少空气阻力并提高飞行性能。
这种设计概念在战斗机和高速飞机中得到了广泛应用,使飞机能够飞行更远、更快。
在20世纪50年代和60年代,飞机机体的设计又迈出了一大步。
此时,飞机机体开始采用了更复杂的结构,如复合材料和碳纤维。
这些材料的使用使机体更加坚固和轻便,同时还提高了飞机的性能和安全性。
到21世纪初,飞机机体的设计已经成为一个高科技领域。
现代的飞机机体采用了各种高级材料和技术,如复合材料、先进的计算机建模和仿真技术。
这些创新使飞机机体更加耐用、安全和环保。
总的来说,飞机机体的发展历程展示出人类不懈追求飞行梦想的决心和努力。
从最初的桁架结构到现代的复合材料设计,飞机机体的改进和创新推动了航空业的发展。
随着技术的不断进步,我们可以期待在未来的飞机机体设计中看到更多的突破和创新。
飞机结构与工艺及历史发展浅述机翼 1.机翼的基本结构元件及受力机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成,现将各个结构元件的作用及受力分述如下:1.纵向骨架——沿翼展方向安置的构件,包括梁、纵樯和桁条。
(1)梁——最强有力的纵向构件。
它承受着全部或大部分的弯矩和剪力。
梁的椽条承受由弯矩而产生的正应力;腹板承受剪力。
梁的数量一般为一根或两根,也有两根以上的。
机翼结构只有一根梁者称为单梁机翼;有两根者称为双梁机翼;两根以上者称为多梁机翼;没有翼梁称为单块式机翼。
翼梁的位置:在双翼及有支撑的机翼上,根据统计,前梁在12~18%翼弦处;后梁在55~70%翼弦处。
在悬臂式单翼机上,单梁机翼的梁位于25~40%翼弦处。
双梁机翼的前梁在20~30%翼弦处;后梁在50~70%翼弦处。
(2)纵樯——承受由弯矩和扭转而产生的剪力。
与梁的区别是椽条较弱,椽条不与机身相连。
其长度与翼展相等或仅为翼展的一部分。
纵樯通常放置在机翼的前缘或后缘,与机翼上下蒙皮相连,形成一封闭的盒段以承受扭矩。
(3)桁条——承受局部空气力载荷;支持和加强蒙皮;并将翼肋互相连系起来。
而且还可以承受由弯曲而产生的正应力。
有的机翼为了更加强蒙皮,桁条需要很密,因而导致使用波纹板来代替桁条,或者把桁条与蒙皮作成一体,形成整体壁钣。
2.横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。
主要包括普通翼肋和加强翼肋。
(1)普通翼肋——将纵向骨架和蒙皮连成一个整体;把由蒙皮传来的空气动力载荷传给翼梁;并保证翼剖面之形状。
参与一部分机翼结构的受力。
(2)加强翼肋——除了起普通翼肋作用外,还承受集中载荷。
3.蒙皮——它固定在横向和纵向骨架上而形成光滑的表面。
布质蒙皮主要是承受局部空气动力载荷,并把它传给骨架。
硬质蒙皮除了上述作用外,还参与结构整体受力。
视具体结构的不同,蒙皮可能承受剪应力,也可能还承受正应力。
4.接头——把载荷从一个构件传到另一个构件上去的构件。
如机翼与机身的连接、副翼与机翼连接等,均需用接头。
机翼接头的形式很多,常见的有耳片式接头,套管式接头、对孔式接头,垫板式和角条式接头等多种。
机翼构造的发展在机翼构造的发展过程中,最主要的变化就是维形件和受力件的逐渐合并。
在飞机发展的初期,为了减小重量,完全根据受力件和维形件分开,并且分段地承受载荷的原理来安排机翼的构造。
这种构造形式的受力骨架是一个由翼梁、张线及横支柱(或翼肋)所组成的空间桁架系统。
它承受所有的弯矩、扭矩和剪力。
机翼的表面和机翼的形状是用亚麻的蒙皮和翼肋形成的。
所以这种机翼可以叫作构架式机翼。
随着飞机速度的增大,翼载荷的增大,出现了蒙皮承受剪力和部分正应力的梁式机翼。
这种机翼构造型式的特点是有强有力的梁,以及光滑的硬质蒙皮,这种机翼的蒙皮是金属铆接结构,为现在飞机所广泛采用。
它的翼梁腹板承受剪力,蒙皮和腹板组成的盒段承受扭矩,蒙皮也参与翼梁椽条的承受弯矩的作用。
但是梁式机翼的蒙皮较薄,桁条也较少,有的机翼的桁条还是分段断开的,有的甚至没有桁条。
因此梁式机翼蒙皮承受由弯矩引起的拉压作用不大。
飞机场速度进一步增大,为保持机翼有足够的局部刚度和抗扭刚度,需要加厚蒙皮和增多桁条。
这样,由厚蒙皮和桁条组成的壁钣已经能够承担大部分弯矩,因而梁的椽条可以减弱,直至变为纵樯,于是就发展成为单块式机翼。
它的特点是全部弯矩主要由桁条所加强的蒙皮壁钣来承受。
结构中的梁变成了纵樯,主要只承受剪力。
其椽条部分很弱,只用来固定蒙皮。
图5.4是一种高速飞机的单块式机翼的构造。
上下壁钣分开制造,装配时先将蒙皮放在托架上,然后将骨架铆在蒙皮上,因而能得到更准确的外形。
在单块式机翼内,维形件和受力件已经完全合并了。
至于三角机翼,由于展弦比很小而机翼根部的弦长很大,因此不仅机翼本身的纵向和横向构件布置比较复杂,而且机翼与机身的连接接头也很多。
图5.5是我国歼击7型飞机的三角机翼构造图。
增升原理与装置高速飞机机翼的构造和外形,主要是从有利于作高速飞行的观点来设计的。
这种机翼在高速飞行时,即使迎角很小,但由于速度大,仍然可产生足够的升力来维持水平飞行。
但在低速时,特别是起飞和着陆时,由于速度大大降低,虽然增大迎角,升力仍然很小,不能维持飞机的平飞。
为此,需要在机翼上采用增升装置。
增升装置的增升原理不外乎下列四种。
1.增大机翼剖面的弯度2.增大机翼面积3.控制机翼上附面层,使气流不致过早分离。
4.在机翼上引入发动机喷气流,改变空气在机翼上的流动状态。
不同的增升原理,其增升效果不尽相同。
图5.6表示在不同的增升原理下Cy—α曲线的变化情况。
根据这四项原理,在机翼上采用不同的增升装置,其中包括:前缘缝翼、襟翼、附面层控制和喷气襟翼等。
(一)前缘缝翼前缘缝翼是装在机翼前缘的一个小翼面。
打开时,就与机翼表面形成一道缝隙。
下翼面压强较大的气流通过这道缝隙,得到加速而流向上翼面,增大了机翼上表面附面层中气流的速度,降低了压强,消除了这里的大量旋涡。
因而延缓了气流分离,避免了大迎角下的失速,从而使Cymax提高。
前缘缝翼的作用相当于附面层控制,因此它在提高Cymax的同时也使机翼的临界迎角加大。
前缘缝翼在大迎角下,特别是接近或超过临界迎角时才使用。
从构造上看,前缘缝翼有固定式和自动式两种,目前,应用最多的是自动式前缘缝翼。
这种前缘缝翼用滑动机构与机翼相连,依靠空气动力的压力和吸力来闭合或打开。
当飞机在小迎角下飞行时,空气动力将它压在机翼上处于闭合状态。
如果迎角增大,则前缘的空气动力变或吸力把它吸开。
(二)襟翼襟翼的种类很多,常用的有:分裂襟翼、简单襟翼、开缝襟翼和后退襟翼等。
所有襟翼的共同特点是,它们都位于机翼后缘,靠近机身,在副翼的内侧。
襟翼放下既可增大升力,同时也增大了阻力。
所以多用于着陆。
这时襟翼放下到最大角度(约50到60度)。
有时也用于起飞,但放下角度较小(约15到20度),以减小阻力,避免影响飞机起飞滑跑时的加速。
1. 分裂襟翼——这种襟翼本身象块薄板,紧贴于机翼后边缘并形成机翼的一部分,使用时放下,在后缘与机翼之间形成一个低压区,对机翼上表面的气流具有吸引作用,使其流速增大,因而增大了机翼上下的压强差,即增大了升力。
此外,襟翼放下后增大了翼型的弯度,同样可提高升力。
分裂襟翼一般可把最大升力系数Cymax提高75~85%。
但临界迎角稍有减小。
2. 简单襟翼——简单襟翼的构造比较简单,其形状与副翼相似,平时闭合,形成机翼后缘的一部分,用时可放下。
它主要靠增大翼型弯度来增大升力。
由于它只有一种增升原理,所以增升效果不高。
当它着陆偏转50到60度时,大约只能使Cymax增大65~75%。
3. 开缝襟翼——它是在简单襟翼的基础上改进的。
其特点是,当它放下时,一方面能增大机翼翼型的弯度,另一方面它的前缘与机翼之间形成一个缝隙。
下翼面的高压气流通过它,以高速流向上翼面,使上翼面附面层中的气流速度增大,因而延缓了气流分离,达到增升目的。
所以它的增升效果也较好,一般可增大Cymax值约85~95%。
4. 后退襟翼——后退襟翼有两种型式,一种叫“ЦAΓИ襟翼”(ЦAΓИ是前苏联中央流体动力研究院的缩写),它的后退量不太多,机翼面积增大得不很大。
另一种叫“富勒(Fowler)襟翼”,其后退量和面积增大量都比前者为多。
增升效果更好。
后退襟翼工作时,襟翼沿滑轨向后滑出增加机翼面积,同时向下偏转一定的角度增大翼型弯度,并且在襟翼与机翼之间形成缝隙,具有与开缝襟翼类似的作用。
因此后退襟翼的增升效果是很好的。
ЦΑΓИ襟翼一般可使翼型的最大升力系数Cymax值增大110~115%,而富勒襟翼可使Cymax 值增大110~140%。
(三)前缘襟翼和“克鲁格”襟翼把襟翼的位置移到前缘,就成了前缘襟翼,当飞机在大迎角情况下,前缘襟翼向下偏转,既可减小前缘与相对气流之间的角度,使气流能够平滑地沿上翼面流过,避免发生局部气流分离产生旋涡,同时也可增大翼型的弯度。
前缘襟翼和襟翼配合使用可以进一步提高增升效果。
与前缘襟翼作用相同的还有一种“克鲁格”(Krueger)襟翼。
它一般位于机翼根部的前缘,象一块板。
它靠作动筒收放。
打开时突出于机翼前缘,即可增大机翼面积,又可增大翼剖面弯度,所以具有很好的增升效果。
(四)附面层控制以上几种增升装置,使飞机的最大升力得到很大提高,从而使起落性能得到很大的改进。
然而由于翼剖面相对厚度的减小使Cymax跟着减小,此外,大后掠角小展弦比也都会削弱增升装置作用,因此,开始出现附面层控制系统来改善飞机的起落性能。
附面层控制可大大提高一般增升装置的增升作用,能获得很大的Cymax值和临界迎角,同时又可降低飞机的翼型阻力。
附面层控制系统的增升作用主要是用气流吹除或用泵吸取机翼上的附面层。
以防止气流分离。
这种增升装置的增升作用,比一般的增升装置要大得多,前缘缝翼和后缘襟翼可获得的Cymax值一般为1.8到2。
可是采用附面层控制系统,则Cymax值可增大到超过4。
图5.13所示为英国高亚音速度强击机“海盗”的附面层吹除装置。
它既从机翼前缘吹气,也从后缘襟翼上吹气。
此外,在着陆时,机身尾部的阻力板打开,因此可大大提高起落性能,缩短起飞和着陆距离。
飞机的水平尾翼前缘吹气是为了提高升降舵的操纵效率。
因为在使用了附面层吹除装置后,飞机的起飞和着陆速度减小,加上机翼Cymax值的增大,使机翼下洗流增强,从而降低了平尾的效率。
另外在副翼前也装设了附面层吹除装置。
这是为了副翼下偏时,不出现气流分离,提高副翼的操纵效率。
(五)喷气襟翼这是目前正在研究中的一种增升装置。
它的基本原理是:利用从涡轮喷气发动机引出的压缩空气或燃气流,通过机翼后缘的缝隙沿整个翼展向后下方以高速喷出形成一片喷气“幕”,从而起襟翼的增升作用。
喷气襟翼一方面改变了机翼周围的流场,增加了上下压力差,另一方面喷气的反作用力垂直方向上的分力也使机翼升力大大增加。
所以喷气襟翼的增升效果极大。
据试验,Cymax值可增大到12.4,约为一般附面层控制系统增升效果的2到3倍。
在空气动力学中有一种叫颤振的现象,它是机翼在飞行中的有害振动。
飞机飞得太快时,这种颤振往往会造成翼折人亡的事故。
但自然界中的生物在千百万年的进化过程中,翅痣早就发展了一种对抗颤振的措施。
在蜻蜓翅膀末端前缘有发暗的色素斑—翅痣。
如果把它们切除,蜻蜓飞起来就会荡来荡去。
翅痣就是蜻蜓对抗颤振的装置。
现代飞机在机翼翼尖的前缘常常装有配重,这是用来消除颤振的措施。
如果人们能早一点弄清蜻蜓翅痣的功用,就可以避免长期的探索和牺牲了。
机身应该有足够的内部空间来安排各种设备和装置,在结构上应满足使用维护的要求,同时又必需保证强度和刚度。
机身构造型式的发展与机翼构造型式的发展类似,也随着飞行速度的提高,主要受力件与辅助受力件逐渐合并,维形件逐渐参加受力。