《飛機機體與系統(tǒng)》課件第二章 機體

1、第2章 機體飛機機體與系統(tǒng)第2章 機體構(gòu)造和安裝方法機體材料機身結(jié)構(gòu)機翼和尾翼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)限制作業(yè)練習(xí)課程小結(jié) 第2章 機體一、構(gòu)造和安裝方法一 .構(gòu)造和安裝方法安裝方法 鉚接 一種金屬制一端有帽的桿狀零件，穿入被聯(lián)接的構(gòu)件后 在桿的外端打、壓出另一頭，將構(gòu)件壓緊、固定。 焊接 利用局部加熱的方法將被聯(lián)接件聯(lián)接成為一個整體的一種不可拆聯(lián)接，稱為焊接。 第2章 機體一、構(gòu)造和安裝方法一 .構(gòu)造和安裝方法安裝方法 螺栓連接 螺紋連接是利用螺紋零件構(gòu)成的可拆連接 銷連接 銷主要用來固定零件之間的相對位置，起定位作用 鉸鏈接第2章 機體一、構(gòu)造和安裝方法一 .構(gòu)造和安裝方法安裝方法 螺栓連接 螺紋連接是利

2、用螺紋零件構(gòu)成的可拆連接 銷連接 銷主要用來固定零件之間的相對位置，起定位作用 鉸鏈接第2章 機體構(gòu)造和安裝方法機體材料機身結(jié)構(gòu)機翼和尾翼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)限制作業(yè)練習(xí)課程小結(jié) 第2章 機體二、機體材料的發(fā)展二.機體材料的發(fā)展要求：強度、剛度現(xiàn)代運輸機機體所用材料主要有兩大類金屬材料復(fù)合材料第2章 機體二、機體材料的發(fā)展二.機體材料的發(fā)展 Phase 1 早期 骨架木質(zhì) 蒙皮布 Phase2 純金屬時代1、鋼管做骨架2、鋁做蒙皮Phase 3 合金時代導(dǎo)熱和導(dǎo)電要求硬度要求1、鋁合金2、鎂合金3、鈦合金4、鋼合金 Phase 4 Perfect 復(fù)合材料強度和剛度很高耐疲勞質(zhì)量輕（省油）不易疲勞和腐蝕碳

3、纖維、硼纖維等，樹脂座艙蓋和風(fēng)擋玻璃采用丙烯酸酯透明塑料（有機玻璃） Phase 5 波音787使用復(fù)合材料的典型機型二十世紀(jì)初二三十年代五十十年代末六十年代末第2章 機體二、機體材料的發(fā)展二.機體材料的發(fā)展787（夢想客機）787是首款主要使用復(fù)合材料建造的主流客機。飛機50的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)使之成為最環(huán)保的寬體機。復(fù)合材料屬于脆性材料，易產(chǎn)生應(yīng)力，同時受溫度影響較大，性能不能保持穩(wěn)定。這些缺點限制了復(fù)合材料的應(yīng)用。第2章 機體構(gòu)造和安裝方法機體材料機身結(jié)構(gòu)機翼和尾翼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)限制作業(yè)練習(xí)課程小結(jié) 第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)機身的功用轉(zhuǎn)載人員、貨物安裝飛機設(shè)備連接機翼、尾翼及其它部件為一

4、整體。第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)機身的外載荷氣動力（作用于表面的空氣動力）集中力（各部件固定接頭傳來的集中載荷）座艙增壓載荷第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)機身的要求機身結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載能力足夠的強度和剛度機身有效裝載空間大機身截面近似圓形或橢圓形機身氣動外形好機身為流線體，表面光滑、合理的界面形狀以及盡可 能小的橫截面積第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)機體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件包括桁梁、桁條、翼肋、（隔）框、蒙機體機身機翼構(gòu)架式薄殼式半硬殼式硬殼式桁條式桁梁式蒙皮式夾層結(jié)構(gòu)單塊式機構(gòu) 梁式結(jié)構(gòu) 整體結(jié)構(gòu)第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)機身結(jié)構(gòu)特點機身通常由桁梁、桁條、（隔）框

5、、蒙皮縱向骨架（沿縱軸方向）大（桁）梁、桁條橫向骨架（垂直縱軸方向）（隔）框機身骨架蒙皮接頭普通框加強框第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)構(gòu)架式機身機身 骨架縱向桁條、緣條、斜支柱、直支柱、橫支柱等垂直縱軸隔框 蒙皮 棉布或亞麻布第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)構(gòu)架式機身優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡單、 便于施工、 機身開口方便。劣：結(jié)構(gòu)抗扭剛度差、 蒙皮沒有充分發(fā)揮。適用于早期的低速飛機第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)薄殼式機身采用金屬蒙皮，將蒙皮以桁條、桁梁和隔框牢固的鉚接起來，成為一個受力的整體。薄殼式機身按其結(jié)構(gòu)及受力特點不同分為：半硬殼式.桁梁式機身.桁條式機身硬殼式.蒙皮式機身 蒙皮采用金

6、屬蒙皮，將蒙皮以桁條、桁梁和隔框牢固的鉚接起來，成為一個受力的整體。 棉布或亞麻布第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)桁梁式機身（半硬殼式）機身 骨架縱向桁梁（較強）、桁條（較弱）垂直縱軸隔框 蒙皮 鋁合金（較?。┑?章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)桁梁式機身（半硬殼式）優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡單、 機身開口方便。劣：桁條、蒙皮的承 載能力沒有充分發(fā)揮。適用于小型飛機第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)桁條式機身（半硬殼式）機身 骨架縱向桁條垂直縱軸隔框 蒙皮 鋁合金（較厚）優(yōu)：桁條和蒙皮充分發(fā)揮承載能力。劣：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不容易機身開口。適用大型高速飛機第2章 機體三、機身結(jié)構(gòu)三.機身結(jié)構(gòu)蒙皮式機身（硬殼式）

7、機身 骨架垂直縱軸隔框 蒙皮 鋁合金（較厚）特點：無縱向加強件，蒙皮必須足夠強優(yōu)：蒙皮厚、穩(wěn)定性好、承載能力強劣：重量較大、機身難開口機身的受力分類承力結(jié)構(gòu)剪力彎矩引起的軸向力扭矩構(gòu)架式機身支柱、斜支柱緣條四平面形成的結(jié)構(gòu)半硬殼機身蒙皮桁梁、桁條、蒙皮蒙皮硬殼式機身蒙皮蒙皮蒙皮第2章 機體四、機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)機翼的功用產(chǎn)生升力安裝飛機其起飛和著陸時所必須的增升裝置以及對飛機進(jìn)行橫向操縱的操縱面安裝發(fā)動機、起落架等部件，及內(nèi)部燃油和其他設(shè)備此外，機翼還要承受外部載荷引起的剪力和扭矩第2章 機體四、機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)機翼的功用Spar：桁梁Skin：蒙皮Fla

8、p：襟翼Fuel Tank：油箱Rib：翼肋Wing tip：翼尖Aileron：副翼Stringer：桁條第2章 機體四、機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)機翼構(gòu)件結(jié)構(gòu)種類縱向骨架（沿翼展方向）橫向骨架（垂直翼展方向）機翼骨架蒙皮接頭翼梁桁條縱墻加強翼肋普通翼肋第2章 機體四、機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼的結(jié)構(gòu)機翼結(jié)構(gòu)型式機翼機構(gòu)桿系結(jié)構(gòu)薄壁結(jié)構(gòu)金屬蒙皮機翼梁式機翼單塊式機翼單梁式機翼雙梁式機翼多梁式機翼夾層結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)金屬蒙皮機翼之梁式機翼構(gòu)造特點翼梁較強，蒙皮很薄，桁條的數(shù)量不多且較弱優(yōu)點：具有便于開口、 與機身連接較簡便。缺點：飛行速

9、度增大到一定程度 后，薄金屬蒙皮在局部空 氣動力作用下就難以保持 良好的氣動外形 。適用于中低速飛機翼梁的特點越靠近翼尖，機翼結(jié)構(gòu)強度越低（強度大則重量大）第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)整體式機翼之單塊式機翼構(gòu)造特點是蒙皮較厚，桁條較多且較強；翼梁較弱優(yōu)點：較好的保持翼型； 抗彎、扭剛度較大； 受力構(gòu)件分散。缺點：不便于開大艙口； 接頭連接復(fù)雜。 適用于高速飛機第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)優(yōu)點：整體結(jié)構(gòu)僅由少量大塊整體構(gòu)件拼合，裝配簡單；減少連接零件，重量較輕，外表光滑，阻力?。唤涌p少，密封性好。缺點：生產(chǎn)整體結(jié)構(gòu)的設(shè)備投資大，制造技術(shù)要求高，故成

10、本較高，熱處理困難，因此整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到限制。 整塊毛坯 加工制成的大型構(gòu)件 擠壓、切割、模鍛、化學(xué)腐蝕第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)整塊毛坯 加工制成的大型構(gòu)件 擠壓、切割、模鍛、化學(xué)腐蝕機翼上都有哪些應(yīng)力機翼上都有那些應(yīng)力？扭轉(zhuǎn)應(yīng)力機翼上都有那些應(yīng)力？剪切應(yīng)力機翼上都有那些應(yīng)力？彎曲應(yīng)力：主要由翼梁或桁條承擔(dān)彎曲應(yīng)力機翼的受力分類承力結(jié)構(gòu)剪力彎矩扭矩構(gòu)架式機翼支柱緣條桿系結(jié)構(gòu)形成的框梁式機翼翼梁腹板翼梁緣條翼盒單塊式機翼翼梁腹板機翼桁條翼盒發(fā)動機位置對機翼受力影響機翼卸載桿系結(jié)構(gòu)機翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu) 表面金屬合金薄板 木材

11、、泡沫塑料、金屬、復(fù)合材料夾層 表面金屬合金薄板 第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)優(yōu)點：夾層板厚度大得多，抵抗失穩(wěn)能力強，而且表面光滑，氣動外形良好。缺點：制造工藝復(fù)雜，工藝質(zhì)量又不易檢驗，應(yīng)用受到很大限制。第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)DA40D機翼及尾翼 機翼機翼有一個前翼梁和后翼梁，機翼以及副翼、襟翼主要采取夾層結(jié)構(gòu)。鋁制的燃油箱安裝在每個機翼中。 尾翼飛機有一個半硬殼式結(jié)構(gòu)尾翼。水平安定面都由雙翼梁和非夾層結(jié)構(gòu)的蒙皮組成。方向舵和升降舵是夾層結(jié)構(gòu)。第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)尾翼結(jié)構(gòu)RudderElevator傳統(tǒng)尾翼平尾

12、水平安定面升降舵（調(diào)整片）垂尾 垂直安定面方向舵（調(diào)整片）第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)尾翼配置類型傳統(tǒng)尾翼高平尾翼全動平尾V字形尾翼 鴨式尾翼無尾翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)高平尾翼（T型尾翼）第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)全動平尾水平安定面與升降舵合二為一增效，減重第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)V字形尾翼 它既可以起垂直尾翼的作用，也可以起水平尾翼的作用。 第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)鴨式尾翼水平尾翼在機翼之前 第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)無尾翼沒有水平尾翼 (甚至沒有垂直尾

13、翼)的飛機稱為無尾飛機第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)增升裝置襟翼和縫翼 機翼上用來改善氣流狀況和增加升力的活動面。在起飛、 著陸或機動飛行時使用增升裝置可以改善飛機起飛、著 陸和機動飛行的性能起飛：小襟翼著陸：大襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)增升裝置襟翼和縫翼 襟翼的分類（后緣襟翼）簡單襟翼開縫襟翼開裂襟翼后退襟翼第2章 機體Plain Flap Slotted FlapFowler FlapSplit Flap簡單襟翼開裂式襟翼開縫襟翼后退式（富勒）襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)簡單襟翼使用時只向下偏轉(zhuǎn)一定的角度，起增加機翼彎度和

14、迎角的作用，從而使升力增加。它的增升效率低，但構(gòu)造簡單，多用在輕型飛機上。 第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)開裂式襟翼處于收上位置時緊貼于機翼后緣下部，使用時向下偏轉(zhuǎn)，好像機翼后緣裂開一樣，開裂處形成一低壓區(qū)，對機翼上表面氣流具有吸引作用，使機翼上表面流速增加，增加升力。但阻力也較大，由于構(gòu)造簡單，在小型低速飛機上應(yīng)用得較廣泛。 蘇聯(lián) 里-2飛機里蘇諾夫Li-2，是一款俄制的雙螺旋槳飛機。1936年蘇聯(lián)從美國購進(jìn)DC-3客機，并向道格拉斯飛機公司請求了制造權(quán)，美國基于同盟國互惠原則同意，蘇聯(lián)隨后派出技術(shù)人員到美國道格拉斯工廠學(xué)習(xí)。第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)

15、開縫式襟翼處于收上位置時與簡單襟翼差不多。襟翼放下與主翼間形成一條收縮縫隙增加機翼彎度和迎角外，收縮縫隙還可將下翼面的高壓氣流導(dǎo)向上翼面后部，可延遲上翼面氣流的分離，從而提高增升效果。在有些高性能飛機上，襟翼由23個小翼片組成，襟翼下偏時可形成23個縫隙。稱為雙縫襟翼和多縫襟翼。第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)開縫式襟翼 Cessna 172 0襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)開縫式襟翼 Cessna 172 10襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)開縫式襟翼 Cessna 172 20襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)開縫

16、式襟翼 Cessna 172 30全襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)開縫式襟翼 ERJ145 起飛襟翼第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)后退式（富勒）襟翼使用時襟翼沿滑軌后退，同時下偏一方面增加機翼彎度，同時大大增加機翼后部的面積，所以增升效率較高。后退式襟翼在大、中型飛機上采用較多，特別是在有些高性能飛機上，機翼厚度較薄，不便于采用復(fù)雜的雙縫和多縫襟翼時，可以采用較薄的后退式襟翼。 雙開縫或三開縫后退式襟翼 第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)增升裝置襟翼和縫翼 克魯格襟翼 （前緣襟翼）克魯格襟翼,裝在前緣下部向前下方翻轉(zhuǎn),既增大機翼面積,又增大

17、了翼切面的彎度,所以具有很好的增升效果,構(gòu)造也很簡單。這是最新研制的一種增升裝置。波音噴氣客機都使用了此種襟翼。 第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)增升裝置襟翼和縫翼 （前緣）縫翼裝在機翼前緣，閉合時與機翼外形為一整體，可以前伸與機翼間形成縫隙的翼面形增升裝置。 前緣縫翼的作用主要： 延緩機翼上的氣流分離，提高了飛機臨界迎角，從而提高升力系數(shù)第2章 機體四、機翼和尾翼結(jié)構(gòu)四.機翼和尾翼結(jié)構(gòu)副翼裝在機翼外側(cè)后緣、用于控制飛機繞機身縱軸滾轉(zhuǎn)(見飛行平衡)的操縱面。左、右副翼對稱地裝在左、右機翼上，其偏轉(zhuǎn)由駕駛員控制CGHorizontal StabilizerElevatorVertical StabilizerRudderAileronAileronFlight SpoilersFlight Spoilers第2章 機體構(gòu)造和安裝方法機體材料機身結(jié)構(gòu)機翼和尾翼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)限制作業(yè)練習(xí)課程小結(jié) 第2章 機體五、結(jié)構(gòu)限制五.結(jié)構(gòu)限制最大停機坪重量（maximum ramp mas