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
机身的外载和受力特点
  • 1 课堂内容
  • 2 随堂练习

机身上的外载主要有四种:

1. 空气动力载荷

机身基本上是对称流线体,除局部区域外,气动载荷都较小,只有头部和一些曲度较大的突出部位处局部气动载荷较大。机身分布气动力对机身的总体载荷基本没有影响。

2. 质量力

机身内的装载和机身结构本身都会产生质量力,尤以各种装载的质量力影响较大。沿轴线各点上的过载大小和方向不一定完全相同,也会影响到质量力的大小和方向。

质量力有的是集中力(如装载通过集中接头与机身结构连接),有的是分布力(如客舱、货舱内载重的质量力)。

3. 其它部件传来的载荷(集中力)

主要指在飞行或起飞着陆滑跑中由机翼、尾翼、起落架上传来的载荷。若发动机安装在机身上,则还有发动机推力和陀螺效应产生的集中力。

4. 增压载荷

飞机要通过机身增压来满足乘坐飞机的舒适性要求。机身增压时,机身蒙皮结构类似于内部充气的薄壁物体,例如氢气球。机身内外的压力差(△P)在机身结构产生纵向和环向拉伸载荷。机身内部增压导致的纵向和环向拉伸载荷在机身蒙皮壁板、隔框以及机身前后的球形端框内部形成平衡力系。增压载荷可自身平衡,从而不影响机身的总体载荷。    

上述载荷中,2、3两项载荷是机身结构的主要外载荷。

5. 机身的总体受力特点

机身上的全部载荷在机翼处得到平衡,因此可把机身看成是支持在机翼上的双支点(或多支点)外伸梁。

在载荷作用下,机身会产生在垂直对称面内和水平面内的弯曲以及绕机身轴线的扭转,相应的会引起两个面内的剪力、弯矩和绕机身轴线的扭矩等内力。


综上,机身的受力与机翼比较类似。不同的是,对于机翼,水平载荷相对于其垂直载荷(升力)小的多,而机翼结构在水平方向的尺度又比垂直方向的大的多,因此在结构分析中常常忽略水平载荷。

对于机身来说,垂直方向和水平方向的载荷属于同一量级,且机身结构在这两个方向上的尺度又相差不大,因此在机身结构分析中,两个方向的载荷均需要进行考虑。