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1、第一章飞机的外载荷飞机作为运载工具要求反复使用，可能经历各样的复杂载荷历程。最主要、最基本的有哪些？对结构的影响作用是什么？这是设计师们关心的基本问题；其次是不同载荷形态与主要载荷的差异以及这些载荷的变化规律（包括大气气象规律的统计）。1.思维要点：①主要载荷形式；②主要载荷分类；③作用于结构如何分析。一作用在飞机上的外力1载荷的参照坐标系：机体坐标系2基本载荷形态及分析飞机的外载：重力（G)、升力（Y)、阻力（X）、推力（P）、起落架载荷。惯性力：质量乘以加速度的负值质量力：飞机重力G（mg）和惯性
2、力N(-ma)均与飞机质量m有关，故统称为质量力。1俯冲拉起:对称面内作曲线机动飞行情况（纵向飞行）飞机的升力使飞机保持向心曲线运动。二典型飞行情况和过载动平衡关系：（机体坐标系y向）,表现了运动的变速特征（曲线运动）即：升力等于G乘上一个系数，该系数称为过载。1俯冲拉起分析该曲线运动中，的特性：①②与曲线航迹半径成反比，与切线运动速度的平方成正比，这表明：若一定，v一定，则运动半径就规定了；太小，则结构承载发生问题；若一定，r一定，则速度就要限制。③由此看来，对结构设计是一个重要的无量纲过载。1俯冲
3、拉起2过载的概念过载定义：除质量力外，作用在飞机某方向上的所有外力的合力与当时飞机重量的比值，称为该方向上的过载。Note：①机体坐标系为正向；②过载是一矢量，分量用nx、ny、nz表示。过载的物理意义：①表示了作用于飞机重心处的外力与飞机重力的比值关系；②表示了飞机质量力（重力与惯性力均与质量有关，故统称为质量力）与重力的比率。（应注意质量力与外力方向相反）③飞机的质量力应当是飞机的各部分质量力之和：2过载的概念过载的物理意义：④飞机中的某集中质量GI=mig，作用在结构上的质量力为：⑤当飞机沿x方
4、向有变速运动时，x向惯性力：若俯冲拉起中的曲线运动中，切向是加速运动，则：⑥nz=0（飞机展向变速平移难）；nz一般较小，在大机动飞行中可能出现。2过载的概念过载的实用意义①作为飞机结构设计时重要原始过载；②n的大小实际反映了飞机的机动性能；③结合n和已知的气动力分布，可获得实际作用于结构上载荷的大小，从而进行设计与校验。④可通过在飞机重心处安装加速度计来获取。2过载的概念3其他飞行姿态的过载进入俯冲状态：（可能为负，说明升力不总是正的）垂直俯冲状态：(外作用合力等于惯性力合力的负值)等速水平盘旋：（
5、非对称机动飞行）3其他飞行姿态的过载（1）计算突风引起的升力变化:（2）计算过载垂直突风(在航迹运动坐标系中分析)3其他飞行姿态的过载①运动分析:旋转+平移②载荷分析:当平尾产生机动载荷时,飞机产生平移与旋转；该载荷克服了飞机原有的平飞状态,使飞机在上述两个运动中产生加速度。从动平衡角度,平尾机动载荷与它克服的惯性力及力矩相平衡。飞机转动(升降)时的过载(刚体运动分析)3其他飞行姿态的过载Ⅰ.平移速度过载(质点)(外载分析法)Ⅱ.绕中心转动的过载(质量力分析法)i表示转动轴线上的任意位置YtmyxiN
6、iyNiyx飞机转动(升降)时的过载(刚体运动分析)3其他飞行姿态的过载①这里的过载定义与空中飞行情况不同。当空中匀速飞行时,ny=1表示Y/G=1,地面滑行或停止态时,再以升力来定义已毫无意义,应以地面的支撑载荷与重量之比来定义,即ny=1=Plg/G.Note:i.这两种情况下的ny=1,但飞机结构的承载方式却完全不同,匀速平飞是一种分布载荷作用,而着陆主要是以集中力形式作用于起落架上,通过起落架作用于机身。ii.工程上,常称平飞时ny=1为平飞的1g；停机时ny=1为停机的1g.着陆时的过载3其
7、他飞行姿态的过载②着陆时载荷分析:从着陆前到完全着陆瞬间,飞机y向速度从-Vy减至零,故此时的减速度为:所以，减速度a指向机体坐标系y的正向，故此时的惯性力(作用于地面)的方向是向下的。由动平衡分析:着陆时的过载3其他飞行姿态的过载③由着陆时的载荷(地面给予的外载荷)与重量之比的过载定义,即设:④这个过载不允许过大,一般ny=3-4(因为与飞行时对结构与人的作用不同)着陆或滑时的情况多样,还可能发生nx,或nz.着陆时的过载3其他飞行姿态的过载4飞机设计时最大过载的选取①影响选择最大过载的因素:i.过
8、载实际反映了飞机的机动性能,因此越大越好,但对运输机或客机则没有太大必要。Ⅱ.过载又反映了对结构的载荷作用,过载越大,表明飞机结构的承载越大,要有足够的刚、强度，则结构重量大。Ⅲ.过载的载荷作用，不仅对结构有作用，而且对机载设备及乘员有载荷作用。过载越大，对他们的作用越强，要视他们的承受能力而定。Ⅳ.飞行时的过载（除突风干扰外），一般来自于发动机的推力，过载大，结构要重，发动机的加力性能要好，即剩余推力要大。Ⅴ.过载的选择影响因素众多，要依据技术性能要求
