飞机构造基础第1章飞机结构.ppt

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1、《飞机构造学》主讲教师:ZHANG第1章飞机结构1.1概述什么是固定翼飞机？所谓固定翼飞机是指飞机的机翼位置、后掠角等参数固定不变的飞机；相对现代一些超音速飞机，在以低速飞行时，为了得到较大的升力，机翼伸展较大（后掠角较小），在飞行中随飞机速度增大，后掠角可以改变加大，这就不再是固定翼飞机了，典型的是直升机，和旋翼机，没有固定的机翼；舰载飞机为了减少停放时占地面积，将机翼折叠；但飞行中机翼不能出现折叠动作的，或改变角度的，仍属于固定翼飞机。目前民航客机都属于固定翼飞机固定翼飞机的历史固定翼飞机是人类在20世纪所取得的最重大的科学技术成就之一，有人将它与电视

2、和电脑并列为20世纪对人类影响最大的三大发明。关于世界上最早的固定翼机到底是由谁发明各国尚存在争议，但较为普遍的观点是由美国人莱特兄弟发明。他们在1903年12月17日进行的飞行作为“第一次重于空气的航空器进行的受控的持续动力飞行”被国际航空联合会（FAI）所认可固定翼飞机或定翼机常简称为飞机，是指由动力装置产生前进的推力或拉力，由机身的固定机翼产生升力，在大气层内飞行的重于空气的航空器。当今世界的飞机，主是固定翼飞机。另有一种变后掠翼飞机，即机翼后掠角在飞行中可以改变的飞机，也属于固定翼飞机。米格-23战斗机、图-160战略轰炸机，以及欧洲的“狂风”和美

3、国的F-14战斗机、B-1战略轰炸机都是变后掠翼飞机。后掠翼使作战飞机的最大速度提高很快，但低速时气动效率低，升力较小。事实上，人们既希望飞机有很高的速度，又希望起降速度低，减少起降距离。解决这一问题的办法之一是使机翼的面积和形状可变，这就是可变后掠翼。可变后掠翼的一部分或全部可前后偏转，在向前偏转时，后掠角减小，展弦比增大，因而升力增加；向后偏转并收起时，后掠角增大，升力和阻力都减小。这样飞机通过改变机翼后掠角，使机翼面积和展弦比发生变化，适应了起飞和着陆阶段以及高速飞行阶段对升阻比的不同要求。变后掠翼飞机在起飞和着陆时，机翼是展开的，而在高空巡航飞机时

4、，机翼是收拢的。1951年6月20日，美国贝尔公司研制的世界第一架可变后掠翼试验机X-5进行了首次飞行。试飞表明，采用可变后掠翼可增加航程35%，起飞着陆速度可降低20%，起降性能大为改善。20世纪60年代美国通用动力公司借鉴了可变后掠翼试验机的技术成果，研制出世界上第一种实用可变后掠翼战斗/攻击机F-111，于1964年12月21日首次试飞。由于可变后掠翼兼有良好的低速和高速性能，所以许多战斗机、轰炸机都采用了可变后掠翼。固定翼飞机的机体组成机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架其中安定面和飞行操纵面在这里主要指的是尾翼尾翼是用来平衡、稳定和操纵飞机飞行

5、姿态的部件，通常包括垂直尾翼（垂尾）和水平尾翼（平尾）两部分。垂直尾翼由固定的垂直安定面和安装在其后部的方向舵组成，水平尾翼由固定的水平安定面和安装在其后部的升降舵组成，一些型号的飞机升降舵由全动式水平尾翼代替。方向舵用于控制飞机的航向运动，升降舵用于控制飞机的俯仰运动。机身：装载。机翼：产生升力。尾翼：使飞机具有操纵性与稳定性。起落架：起飞、着陆、滑跑用。飞机的基本构造机翼垂直安定面水平安定面副翼襟翼升降舵方向舵前缘襟翼1.2飞机载荷1.2飞机载荷载荷：飞机在起飞、飞行、着陆及地面停放等过程中，作用在飞机上的各种力外载荷：空气动力、惯性力以及飞机在着陆、

6、地面滑行和停机时地面的反作用力一、平直飞行情况此时Y=G,P=X这种情况的外载荷特点是：作用在飞机上的升力等于飞机的重量，即(Y/G=1)。二、俯冲拉起情况这是一种常用的在垂直平面内作曲线机动飞行的情况。作用在飞机上的外载荷有：Y、P、X、G以及质量惯性力Ny。设飞机的速度为V，航线的曲率半径为r，则法向（y向）加速度为离心惯性力为图3-3俯冲攻击后拉起时的受载情况飞机的动平衡方程为由此可见，曲线飞行时，Y是G的ny倍。用ny表示Y/G，则该升力与重力之比值称为过载系数，简称过载。当飞机在弧形航线的最低点，即=0(cos=1)时，其过载系数达到最大值图

7、3-3俯冲攻击后拉起时的受载情况俯冲拉起情况三、进入俯冲情况飞机在此情况下视V与r的不同情况，ny可以为正，也可以为负，还可以为零。四、垂直俯冲情况图3-4进入俯冲情况飞机在此情况下Y=0，ny=0在x方向可能存在过载nx=(T-X)/G=(Nx–G)/G五、等速水平盘旋情况这是飞机机动性能的主要项目之一，此时的受载特点为盘旋倾斜角越大，ny越大。当大坡度盘旋=75°~80°时，ny=4~6。盘旋时水平方向的过载为当=75°~80°时，nh=3.7~5.7。六、垂直突风（阵风）情况垂直突风是各种突风中的最严重情况。当飞机处于直线水平无侧滑飞行时，遭遇

8、到一个确定形状和强度的孤立垂直阵风u，由于飞行速度V0远大于阵风速