目录

  • 1 绪论
    • 1.1 飞行器的基本概念
      • 1.1.1 飞行器
      • 1.1.2 航空器
      • 1.1.3 飞机
    • 1.2 飞机的主要组成部分及功用
      • 1.2.1 飞机的主要组成
      • 1.2.2 各组成部分的功用
    • 1.3 飞机的研制过程
    • 1.4 单元测验
  • 2 飞机结构分析概述
    • 2.1 飞机结构设计的基本要求
    • 2.2 飞机主要结构材料
    • 2.3 典型飞行状态的过载
    • 2.4 飞机设计规范简介
    • 2.5 受剪板式薄壁结构
      • 2.5.1 受剪板式薄壁结构模型的假设
      • 2.5.2 板的平衡
      • 2.5.3 杆的平衡
    • 2.6 薄壁结构的承力特点
      • 2.6.1 薄壁结构的受压特点
      • 2.6.2 薄板的剪切稳定性
      • 2.6.3 组合壁板的稳定性
      • 2.6.4 集中力的扩散
    • 2.7 薄壁结构的静不定度
    • 2.8 薄壁结构的受力分析
      • 2.8.1 平面薄壁结构的受力分析
      • 2.8.2 空间薄壁结构的受力分析
    • 2.9 单元测验
  • 3 机翼、尾翼结构分析
    • 3.1 机翼、尾翼的功用与要求
    • 3.2 机翼、尾翼的外载特点
      • 3.2.1 机翼的外载特点
      • 3.2.2 尾翼的外载特点
    • 3.3 机翼结构的典型元件与典型受力型式
      • 3.3.1 机翼结构的典型元件
      • 3.3.2 机翼结构的典型受力型式
    • 3.4 机翼典型受力型式的传力分析
      • 3.4.1 受力分析的基本方法
      • 3.4.2 双梁式直机翼的传力分析
      • 3.4.3 单块式机翼的传力分析
      • 3.4.4 多腹板式机翼的传力分析
      • 3.4.5 机翼各典型元件的受力功用
      • 3.4.6 各典型受力型式结构受力特点的比较
    • 3.5 后掠翼与三角翼的受力分析
      • 3.5.1 后掠机翼的受力特点
      • 3.5.2 单块式后掠机翼的传力
      • 3.5.3 三角翼的结构特点
    • 3.6 气动弹性问题概述
      • 3.6.1 机翼的扭转扩大
      • 3.6.2 副翼反效
      • 3.6.3 颤振
    • 3.7 尾翼及操纵面的结构分析
      • 3.7.1 尾翼的安定面、飞机操纵面的结构分析
      • 3.7.2 全动平尾
    • 3.8 单元测验
  • 4 机身结构分析
    • 4.1 机身的功用及设计要求
    • 4.2 机身的外载和受力特点
    • 4.3 机身典型结构型式的传力分析
      • 4.3.1 机身结构的组成元件及功用
      • 4.3.2 机身结构的典型受力型式
      • 4.3.3 机身结构的受力分析
      • 4.3.4 运输机有效载重引起的地板载荷的传力分析
    • 4.4 机身加强框
    • 4.5 机身开口的受力特点
    • 4.6 气密座舱的受力特点
    • 4.7 单元测验
  • 5 飞机起落装置
    • 5.1 起落架的安装形式
    • 5.2 起落架的构造形式
    • 5.3 起落架的收放形式
    • 5.4 起落架的减震机构
    • 5.5 起落架的机轮和刹车
    • 5.6 起飞降落的一些方法
    • 5.7 单元测验
  • 6 飞机操纵系统
    • 6.1 飞机操纵系统的分类
    • 6.2 飞机主操纵系统
    • 6.3 飞机辅助操纵系统
    • 6.4 自动驾驶仪的组成、功用及工作原理
    • 6.5 单元测验
  • 7 飞机动力装置
    • 7.1 航空发动机的分类
    • 7.2 活塞发动机
    • 7.3 燃气涡轮发动机
      • 7.3.1 涡轮喷气发动机
      • 7.3.2 其他燃气涡轮发动机
    • 7.4 冲压发动机
    • 7.5 发动机在飞机上的安装
    • 7.6 单元测验
  • 8 机载设备
    • 8.1 航空仪表的工作原理
      • 8.1.1 飞行仪表
      • 8.1.2 发动机仪表
    • 8.2 航空电子系统概述
      • 8.2.1 航空电子系统的概念
      • 8.2.2 通信系统
      • 8.2.3 导航系统
      • 8.2.4 探测系统
      • 8.2.5 电子战系统
    • 8.3 飞机飞行控制系统概述
      • 8.3.1 飞行控制系统分类、构成和工作原理
      • 8.3.2 自动飞行控制系统
    • 8.4 飞机通用系统概述
      • 8.4.1 飞机机电系统
      • 8.4.2 飞机环境控制与生命保障系统
      • 8.4.3 航空武器系统
      • 8.4.4 座舱显示系统、控制和记录设备
    • 8.5 单元测验
机身的功用及设计要求
  • 1 课堂内容
  • 2 随堂练习

机身与机翼都是薄壁结构,其结构构成的基本原理完全一样,设计要求也基本相同,因此机翼结构受力分析的原则同样也适用于机身,即可在机翼结构分析的基础上,考虑机身结构的特点,进行机身的结构分析。

机身的特殊性,首先表现在它的使用要求在设计中占有很重要的地位,因而对结构布置的影响较大;其次是机身的设计外载荷主要是集中力(机翼、尾翼主要是分布气动力);最后则是协调关系多,各类大、中、小开口多。这三方面的特殊性决定了机身结构的复杂性。另外,机身截面大多为圆形或近似圆形,与机翼相比,载荷相对较小,因此在选择机身结构受力型式时有所不同。

1. 机身的功用

  • 安置空勤人员、旅客,装载燃油、武器、设备及货物等;

  • 把机翼、尾翼、起落架(对歼击机一般还有发动机)连接在一起,形成整体。这些部件通过固定在机身上的接头,把作用在各部件上的载荷传到机身上,和机身上的其他载荷达到受力平衡,即机身是整个飞机的受力基础。

2. 机身的内部布置


机身内部布置了各种装载。在内部布置时,应将各装载、燃油等合理的布置在机身内,同时协调机身与机翼、尾翼、起落架等部件的受力结构。有效载重的布置应使其所处的位置满足其自身的技术条件要求。如雷达天线需要安排在机身最前端;燃油及炸弹尽可能置于飞机重心附近。

除了位置要求外,还必须满足各种装载的使用、检测、维护、更换等要求。如空勤人员及旅客的进出、货物装卸、炸弹投放等都需要在机身上开大的舱门;设备、附件的经常性检测及维护都需要在机身上进行开口(对于大型飞机,绝大部分可从机舱内部接近;但在歼击机上,则必须在机身壳体上开各种大小不一的检查窗口)。

3. 机身结构的设计要求

飞机结构设计的一般要求都适用于机身,因其功用的侧重点不同,在设计要求上也有不同的侧重点。

  • 机身必须满足各种装载根据本身的特殊需要提出的使用要求,并与机翼、尾翼等连接部件的主要受力构件的布置、连接点位置进行总体协调;

  • 机身应有足够的强度和刚度;

  • 机身应有足够的开敞性以便于维修;

  • 机身结构的质量应尽可能的轻;

  • 机身结构应具有良好的工艺性,生产成本要低。

机身基本上不产生升力,所以气动力方面主要是要求阻力小,因此机身一般都做成细长的流线体,且表面光滑,尽量减少外形上的突变。

机身结构的设计要求往往也是相互矛盾的。比如驾驶舱为了满足驾驶仪的视野要求,座舱盖常凸出机身外形,引起阻力的增加,但为了使用要求,只能在气动方面做些让步;又比如机身上的各种开口,破坏了机身结构的完整性,进行补强势必增大质量,但为了满足使用维护要求不得不在质量要求上作出牺牲。