第二部分第二章飛機飛行中的主要載荷及過載

1、第二部分第二部分 飛機飛行載荷與設(shè)計規(guī)范飛機飛行載荷與設(shè)計規(guī)范包括：包括： 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及飛機飛行中的主要載荷及過載過載 第三章第三章 飛機設(shè)計規(guī)范簡介飛機設(shè)計規(guī)范簡介 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機的外載荷飛機的外載荷：飛行、起飛、著陸、地面停機等過程中，飛行、起飛、著陸、地面停機等過程中，作用在飛機上的作用在飛機上的外力外力總稱?？偡Q。飛機飛行載荷飛機飛行載荷第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機地面載荷飛機地面載荷 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的

2、主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機著陸、滑跑、停放時受到的地面反作用力飛機著陸、滑跑、停放時受到的地面反作用力 結(jié)構(gòu)承載能力的主要標(biāo)志：結(jié)構(gòu)承載能力的主要標(biāo)志：結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)強度強度和和剛度剛度結(jié)構(gòu)強度：結(jié)構(gòu)強度：結(jié)構(gòu)抵抗結(jié)構(gòu)抵抗破壞破壞的能力的能力 結(jié)構(gòu)剛度：結(jié)構(gòu)剛度：結(jié)構(gòu)抵抗結(jié)構(gòu)抵抗變形變形的能力的能力 飛機過載飛機過載定義：定義： 又稱為過載系數(shù)又稱為過載系數(shù)/載荷系數(shù)，飛機所受載荷系數(shù)，飛機所受除重力以外除重力以外的外力的外力總和（矢量和）同飛機重力的總和（矢量和）同飛機重力的比值比值。 是矢量，大小表示飛機重量的倍數(shù)。是矢量，大小表示飛機重量的倍數(shù)。 物理意義：物理意義：用倍數(shù)的

3、概念來表示飛機實際外力同重力之用倍數(shù)的概念來表示飛機實際外力同重力之間的關(guān)系，是一個間的關(guān)系，是一個相對值相對值（便于理解飛機受力嚴重程度）。（便于理解飛機受力嚴重程度）。 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機主軸三分量飛機主軸三分量x向：向：nx=X/G，一般不考慮，一般不考慮nx z向：向：nz=Z/G，一般較小，一般較小y向：飛機升力同重力的比值向：飛機升力同重力的比值 ny=Y/G( ny最重要最重要) )第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載注意注意：過載過載: : 對重力視可不見對重力

4、視可不見 過載過載是一矢量（通常說的過載指是一矢量（通常說的過載指ny ） 過載過載表示倍數(shù)表示倍數(shù) 平直勻速飛行：平直勻速飛行：ny=1 過載值可正可負可零，同升力一致。過載值可正可負可零，同升力一致。第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機定直平飛受載情況飛機定直平飛受載情況)2( 21) 1 ( 2122SVCXPSVCGYxy第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機兩種平飛狀態(tài)飛機兩種平飛狀態(tài)第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載升力雖然沒變，但

5、氣動力分布發(fā)生變化，機翼表面力改變。升力雖然沒變，但氣動力分布發(fā)生變化，機翼表面力改變。 曲線飛行曲線飛行曲線飛行（機動飛行）：曲線飛行（機動飛行）： 飛機速度的大小和方向改變、航跡為曲線。飛機速度的大小和方向改變、航跡為曲線。 垂直平面內(nèi)：垂直平面內(nèi)： a a俯沖后拉起：俯沖后拉起： b b進入俯沖進入俯沖 c c垂直俯沖垂直俯沖 水平平面內(nèi)：水平平面內(nèi)： 水平等速轉(zhuǎn)彎水平等速轉(zhuǎn)彎/ /盤旋盤旋 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載俯沖后拉起時受載情況俯沖后拉起時受載情況俯沖拉起俯沖拉起: :對稱面內(nèi)對稱面內(nèi)作曲線機動飛行（縱向飛行）作曲線機動

6、飛行（縱向飛行）, ,飛機的升力使飛機保持向心曲線運動。飛機的升力使飛機保持向心曲線運動。第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載俯沖后拉起俯沖后拉起 結(jié)論：結(jié)論：若飛機的速度若飛機的速度V，航跡的曲率半徑，航跡的曲率半徑r一定，一定， 則則=0(=0(最低處最低處) )時過載最大；時過載最大；若飛機的姿態(tài)、位置若飛機的姿態(tài)、位置一定，一定， 則速度則速度V越大，半徑越大，半徑r越小，（機動性越好，猛烈拉起），越小，（機動性越好，猛烈拉起），過載越大（飛機受力越嚴重）。過載越大（飛機受力越嚴重）。 grVny2cos第二部分第二部分 第二章第二章 飛

7、機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載 例例1飛機由垂直俯沖狀態(tài)退出，沿半徑為飛機由垂直俯沖狀態(tài)退出，沿半徑為r的圓弧進入水平飛行。若開始的圓弧進入水平飛行。若開始退出俯沖的高度為退出俯沖的高度為H1=2000m，開始轉(zhuǎn)入水平飛行的高度為，開始轉(zhuǎn)入水平飛行的高度為H2=1000m，此時飛行速度，此時飛行速度V=720km/h，求：，求：（1）飛機在）飛機在2點轉(zhuǎn)入水平飛行時的過載系數(shù)點轉(zhuǎn)入水平飛行時的過載系數(shù)ny； （2）如果最大允許過載系數(shù)）如果最大允許過載系數(shù)nymax=8，保持，保持r不變，則不變，則Vmax為多少？為多少？ 保持保持V不變，則不變，則rmin為多少？為多少？

8、第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載 例例1飛機由垂直俯沖狀態(tài)退出，沿半徑為飛機由垂直俯沖狀態(tài)退出，沿半徑為r的圓弧進入水平飛行。若開始的圓弧進入水平飛行。若開始退出俯沖的高度為退出俯沖的高度為H1=2000m，開始轉(zhuǎn)入水平飛行的高度為，開始轉(zhuǎn)入水平飛行的高度為H2=1000m，此時飛行速度，此時飛行速度V=720km/h，求：，求：（1）飛機在）飛機在2點轉(zhuǎn)入水平飛行時的過載系數(shù)點轉(zhuǎn)入水平飛行時的過載系數(shù)ny； （2）如果最大允許過載系數(shù)）如果最大允許過載系數(shù)nymax=8，保持，保持r不變，則不變，則Vmax為多少？為多少？ 保持保持V不變，

9、則不變，則rmin為多少？為多少？mHHr10001000200021082. 510008 . 93600/10007200coscos202grvny812grvny72grvhkmsmv/9 .942/92.261mr583解：解：(1) (2) 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載例例2 如圖所示，飛機俯沖后拉起。求：如圖所示，飛機俯沖后拉起。求： （1）當(dāng)）當(dāng)V=1000km/h， r=1000m，=45、30、0時的過載時的過載ny各各為多少？為多少？ （2）如果最大允許過載系數(shù)）如果最大允許過載系數(shù)nymax=8，在同樣的拉起速度下

10、，允，在同樣的拉起速度下，允許的拉起圓弧半徑許的拉起圓弧半徑r為多大？為多大？ 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載例例2 如圖所示，飛機俯沖后拉起。求：如圖所示，飛機俯沖后拉起。求： （1）當(dāng)）當(dāng)V=1000km/h， r=1000m，=45、30、0時的過載時的過載ny各各為多少？為多少？ （2）如果最大允許過載系數(shù)）如果最大允許過載系數(shù)nymax=8，在同樣的拉起速度下，在同樣的拉起速度下，允許的拉起圓弧半徑允許的拉起圓弧半徑r為多大？為多大？ 87. 7cos10008 . 93600/10001000coscos22grvny87. 8

11、 ,0736. 8 ,30577. 8 ,45yyynnn812grvnymgvr64.112372解：（解：（1） （2） 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載進入俯沖進入俯沖grVny2cos（可能為負，升力不總是正的）（可能為負，升力不總是正的）第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載例例3 如圖所示，飛機進行俯沖，已知此時如圖所示，飛機進行俯沖，已知此時=45，r=1000m，測得飛機的，測得飛機的ny=0， 求此時飛機的飛行速度。求此時飛機的飛行速度。第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中

12、的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載例例3 如圖所示，飛機進行俯沖，已知此時如圖所示，飛機進行俯沖，已知此時=45，r=1000m，測得飛機的，測得飛機的ny=0， 求此時飛機的飛行速度。求此時飛機的飛行速度。0100081. 945coscos22VgrVnyhkmsmV/81.299/28.83解：解： 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載垂直俯沖第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載等速水平盤旋坡度：坡度：（傾斜角）（傾斜角） cos1GYny運輸機：2540度戰(zhàn)斗機：80度第二部分第二部

13、分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載坡度受到多種因素限制坡度受到多種因素限制（不能任意加大坡度）：（不能任意加大坡度）：機動性機動性-由（由（3）得，）得，大則大大則大V V小小r r；結(jié)構(gòu)強度結(jié)構(gòu)強度-由由（4）得，）得，大則大則nyny大；大；發(fā)動機功率發(fā)動機功率-由（由（1）得）得大則大則Y Y大，升力公式大，升力公式得得大，由圖得大，由圖得CxCx大，阻力公式得大，阻力公式得X X大，故需大，故需P P大；大；迎角迎角-由（由（1）得）得大則大則Y Y大，升力公式得大，升力公式得大，大，易失速。易失速。第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載

14、荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載突風(fēng)載荷突風(fēng)載荷突風(fēng)突風(fēng)：方向、大小變化的方向、大小變化的不穩(wěn)定氣流不穩(wěn)定氣流突風(fēng)載荷突風(fēng)載荷：因突風(fēng)引起的、飛機受到的因突風(fēng)引起的、飛機受到的附加氣動力附加氣動力 （飛機可能迅速改變高度）（飛機可能迅速改變高度） 水平突風(fēng)水平突風(fēng)/航向突風(fēng)：航向突風(fēng)：（逆風(fēng)或順風(fēng)），只改變（逆風(fēng)或順風(fēng)），只改變相對速相對速度的大小度的大小 垂直突風(fēng)垂直突風(fēng)： （向上或向下）改變（向上或向下）改變相對速度的大小、方相對速度的大小、方向向，導(dǎo)致迎角變化，導(dǎo)致迎角變化 側(cè)向突風(fēng)側(cè)向突風(fēng)：使飛機側(cè)滑，主要作用在垂尾上產(chǎn)生附加使飛機側(cè)滑，主要作用在垂尾上產(chǎn)生附加氣動力。氣動力。 第二

15、部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載垂直向上突風(fēng)情況垂直向上突風(fēng)情況第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載垂直突風(fēng)垂直突風(fēng)SVuCYYYYy00021GSVuCnnyyy02111第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載垂直突風(fēng)垂直突風(fēng)第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載垂直突風(fēng)引起升力和過載變化垂直突風(fēng)引起升力和過載變化結(jié)論：結(jié)論：升力：升力：過載：過載：突風(fēng)向上，升力和過載變大；突風(fēng)向上，升力和過載變大；突風(fēng)向

16、下，升力和過載變小突風(fēng)向下，升力和過載變小。SVuCYYYYy00021GSVuCnnyyy02111第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載垂直突風(fēng)衰減系數(shù)垂直突風(fēng)衰減系數(shù)KSVuCKYy021GSVuCKnyy/210過載（升力）一樣時，過載（升力）一樣時，K越小，飛行速度越小，飛行速度V0可以更大，可快速通過強可以更大，可快速通過強突風(fēng)區(qū)；突風(fēng)區(qū)；飛行速度飛行速度V0一樣時，一樣時， K越小，過載越小，過載nyny可更小，可提高乘客舒適感和可更小，可提高乘客舒適感和飛行安全性。飛行安全性。 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及

17、過載飛機飛行中的主要載荷及過載突風(fēng)過載影響因素突風(fēng)過載影響因素 原因：原因：飛行中遇到垂直突風(fēng)時，飛機過載會迅速改變飛行中遇到垂直突風(fēng)時，飛機過載會迅速改變 大型大型運輸機運輸機的的使用過載、設(shè)計過載主要根據(jù)使用過載、設(shè)計過載主要根據(jù)突風(fēng)過載突風(fēng)過載確定確定突風(fēng)過載公式：突風(fēng)過載公式： （1）升力公式：升力公式： （2）減小突風(fēng)過載有效方法減小突風(fēng)過載有效方法： GSVuCnyy021SVCYy2021第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機部件相對飛機重心的轉(zhuǎn)動飛機部件相對飛機重心的轉(zhuǎn)動第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載

18、飛機飛行中的主要載荷及過載平移平移+旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)考慮情況：考慮情況：飛機俯仰運動飛機俯仰運動、部件部件A A 、飛機轉(zhuǎn)動角加速度飛機轉(zhuǎn)動角加速度為抬頭方向為抬頭方向飛機部件附加過載分布飛機部件附加過載分布 nn部件部件= b ./g影響因素：影響因素： 距離距離b：成正比：成正比( (線性分布線性分布) ) 角加速度角加速度: :成正比成正比 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載考慮飛機轉(zhuǎn)動時的過載情況考慮飛機轉(zhuǎn)動時的過載情況部件過載部件過載：n部件部件 = n nn部件部件 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要

19、載荷及過載物理意義：物理意義：部件質(zhì)量力：部件質(zhì)量力：部件過載：部件過載： 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載著陸載荷及過載著陸載荷及過載減速度減速度: :從著陸前到完全著陸瞬間從著陸前到完全著陸瞬間, ,飛機飛機y y向速度從向速度從- -V Vy y減至零減至零 Ny 著陸載荷著陸載荷: : 著陸時的載荷著陸時的載荷( (地面給予的外載荷地面給予的外載荷) )著陸過載著陸過載: :著陸載荷與重量之比著陸載荷與重量之比tvtvayy)(0lyYNGPlgGYNGPPnlyoylglg戰(zhàn)斗機戰(zhàn)斗機: :n ny y=3-4=3-4客機客機: :

20、 n ny y22第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載過載的實用意義過載的實用意義grVny2coscos1ynGSVuCnnyyy02111第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載影響選擇最大過載系數(shù)的因素影響選擇最大過載系數(shù)的因素: :機動性機動性 結(jié)構(gòu)承載能力結(jié)構(gòu)承載能力人的生理機能人的生理機能其他因素：如其他因素：如發(fā)動機的推力發(fā)動機的推力根據(jù)具體要求綜合考慮確定根據(jù)具體要求綜合考慮確定 （并非越大越好并非越大越好 ）飛行員承受過載的能力飛行員承受過載的能力第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛

21、行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載抗過載服系統(tǒng)第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載高過載座艙內(nèi)的座椅第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載過載表過載表原理：原理： 彈簧的拉、壓力彈簧的拉、壓力（相當(dāng)于過載力）（相當(dāng)于過載力）第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載1彈簧；彈簧；2重塊；重塊；3指針；指針；4阻尼器阻尼器 疲勞載荷：疲勞載荷：飛機長期使用飛機長期使用-所受載荷多次重復(fù)所受載荷多次重復(fù)-形成疲勞載荷形成疲勞載荷 這種作用會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的這

22、種作用會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞破壞疲勞破壞第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載疲勞載荷疲勞載荷類型類型大氣紊流的作用，是民機、運輸機的重要疲勞載荷，大氣紊流的強度以及作用的次數(shù)統(tǒng)計；飛機機動（變速）飛行中升力變化載荷，是軍機的主要疲勞載荷，機動飛行的種類,飛行次數(shù)等； 氣密壓艙一個飛行起落中，壓力的變化，增壓載荷的變化規(guī)律，作用次數(shù)等統(tǒng)計；一個起落一次撞擊，撞擊載荷的強度； 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載疲勞載荷疲勞載荷類型類型 指地面滑行飛機顛簸所受到的載荷，與飛機跑道的質(zhì)量、飛機的重量等有關(guān)； 飛

23、行地面滑行時的載荷變化到空中飛行的載荷； ：機翼尾流對尾翼的周期性作用第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載疲勞載荷的危害疲勞載荷的危害 影響設(shè)備工作；影響設(shè)備工作； 對人員造成不適；對人員造成不適； 結(jié)構(gòu)疲勞導(dǎo)致缺陷生長成裂紋并不斷發(fā)展，最終導(dǎo)致斷裂；結(jié)構(gòu)疲勞導(dǎo)致缺陷生長成裂紋并不斷發(fā)展，最終導(dǎo)致斷裂； 疲勞載荷是飛機設(shè)計中很重要的考慮因素，是疲勞載荷是飛機設(shè)計中很重要的考慮因素，是定壽定壽的主要依的主要依據(jù)。據(jù)。尤其遠程運輸機尤其遠程運輸機尤其尤其客機（座艙疲勞載荷、舒適性要求防振客機（座艙疲勞載荷、舒適性要求防振隔振等隔振等) )第二部分第二

24、部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載確定飛機使用環(huán)境種類（根據(jù)飛機的特定用途和使用方法）確定飛機使用環(huán)境種類（根據(jù)飛機的特定用途和使用方法） 根據(jù)戰(zhàn)、技要求或使用要求，確定飛機在不同地域服役時根據(jù)戰(zhàn)、技要求或使用要求，確定飛機在不同地域服役時間間根據(jù)使用任務(wù)剖面（規(guī)定了任務(wù)類型、有效負載、飛行時根據(jù)使用任務(wù)剖面（規(guī)定了任務(wù)類型、有效負載、飛行時間和該任務(wù)的使用百分比），確定各任務(wù)段的時間比例及地間和該任務(wù)的使用百分比），確定各任務(wù)段的時間比例及地面停放時間比例；面停放時間比例； 獲取環(huán)境數(shù)據(jù)；獲取環(huán)境數(shù)據(jù)； 編制各類環(huán)境譜。編制各類環(huán)境譜。 第二部分第二部分

25、 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載熱載荷熱載荷 氣動熱、動力裝置、太陽輻射飛機表面溫度同飛行速度密切相關(guān)a 材料強度、剛度降低b 附加的熱變形和熱應(yīng)力第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載飛機表面駐點溫度TMa曲線T=TH ( 1 + 0.18M2 ) 第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載材料特性受溫度影響情況材料特性受溫度影響情況第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載材料強度、剛度降低材料強度、剛度降低不同材料的飛行極限

26、速度不同材料的飛行極限速度第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載 噪音（聲振）載荷噪音（聲振）載荷1 1 動力裝置噪聲動力裝置噪聲（螺旋槳、轉(zhuǎn)子、渦輪風(fēng)扇、壓氣機、噴氣等螺旋槳、轉(zhuǎn)子、渦輪風(fēng)扇、壓氣機、噴氣等）2 2 空氣動力噪聲空氣動力噪聲（附面層壓力波動、尾流噪音、激波振蕩噪音等附面層壓力波動、尾流噪音、激波振蕩噪音等）3 3 武器發(fā)射時的噪聲武器發(fā)射時的噪聲 （機炮、導(dǎo)彈、火箭發(fā)射機炮、導(dǎo)彈、火箭發(fā)射）第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載非正常載荷情況非正常載荷情況第二部分第二部分 第二章第二章 飛機飛行中的主要載荷及過載飛機飛行中的主要載荷及過載鳥撞載荷鳥撞載荷 飛機結(jié)構(gòu)（尤其是風(fēng)擋玻璃）、發(fā)動機的進氣道飛機結(jié)構(gòu)（尤其是風(fēng)擋玻璃）、發(fā)動機的進氣道設(shè)計規(guī)范規(guī)定設(shè)計要求設(shè)計規(guī)范規(guī)