輕型飛機(jī)總體設(shè)計(jì)

1、沈陽(yáng)航空航天大學(xué)飛機(jī)構(gòu)造學(xué)結(jié)課大作業(yè) 超輕型飛機(jī)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) 學(xué) 院：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：飛行器動(dòng)力工程學(xué) 號(hào)：2013041102013 班 級(jí)：S201301 姓 名：趙偉方目錄1 超輕型飛機(jī)總體外形設(shè)計(jì)2 機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 起落架的構(gòu)造設(shè)計(jì)4 機(jī)身部件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 尾翼的構(gòu)造設(shè)計(jì)1、 超輕型飛機(jī)總體外形設(shè)計(jì) 圖一本飛機(jī)外形如上圖所示，因?yàn)楸撅w機(jī)的設(shè)計(jì)要求是超輕型飛機(jī)，所以并未畫(huà)太復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。飛機(jī)采用上單翼、正常式尾翼、以及前三點(diǎn)固定式起落架等部件總體構(gòu)成。本飛機(jī)主要應(yīng)用鋁管及航空鋼管等材料，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。2、 機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于本飛機(jī)是超輕型飛機(jī)，飛行速度低，而

2、且發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力有限，所以我們盡可能要求機(jī)翼產(chǎn)生的升力要大，而且自身重量不能太大，又因?yàn)轱w行速度低所以阻力因素并非主要因素。因此盡可能減小重量就顯得尤為重要。又因?yàn)橄嗤娣e的矩形、平行四邊形和梯形，只有矩形的周長(zhǎng)最短，這樣就會(huì)極大減少結(jié)構(gòu)重量、而且從加工工藝上考慮，矩形最好加工，材料使用也相對(duì)較少設(shè)計(jì)費(fèi)用也較低。而且產(chǎn)生升力的效率較高。具體的機(jī)翼結(jié)構(gòu)如下所示： 圖二1. 翼梁 因?yàn)闄C(jī)翼是飛機(jī)中的主要受力部件，而翼梁又是機(jī)翼中的主要受力部件，它承受機(jī)翼的剪力和彎矩。翼梁主要由上下緣條和腹板組成。本機(jī)型采用腹板式翼梁，其剖面形狀為“工”字型，沿方向等強(qiáng)度設(shè)計(jì)。腹板式翼梁的優(yōu)點(diǎn)是在等重量和高度情況

3、下，帶有立柱加強(qiáng)而腹板上無(wú)任何開(kāi)口，其強(qiáng)度最大。除此之外，這種結(jié)構(gòu)的翼梁制造工藝簡(jiǎn)單，成本低。用途廣泛，故本飛機(jī)采用此種梁。2. 縱墻 縱墻包括前縱墻和后縱墻，它是一根緣條很弱或無(wú)緣條的腹板式翼梁。位于機(jī)翼后緣的縱墻可用于連接副翼和襟翼。它不能承受彎矩，主要承受剪力，并與蒙皮構(gòu)成閉式承受機(jī)翼扭矩。3. 翼肋本機(jī)型采用腹板式翼肋。它的材料是鋁合金較輕，為減輕重量和便于安裝導(dǎo)管和操縱機(jī)構(gòu)，常常在腹板上加工減輕孔。為增加腹板剛度和穩(wěn)定性，通常對(duì)孔邊緣增加支柱，或壓制凹槽。4. 蒙皮 蒙皮是包圍在骨架外面保持機(jī)翼氣動(dòng)條件外形的構(gòu)件，蒙皮還參與機(jī)翼的總體受力。蒙皮與翼梁腹板所構(gòu)成的機(jī)翼盒式梁受到由各翼肋

4、沿閉式周緣傳來(lái)的引起機(jī)翼扭轉(zhuǎn)變形的力矩。5. 機(jī)翼與機(jī)身的連接超輕型飛機(jī)屬于低速小型飛機(jī)，不用考慮激波造成的影響，故采用垂直耳片叉耳連接，連接螺栓水平放置，接頭在傳遞受力時(shí)，螺栓均受剪切力作用。3、 起落架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本機(jī)型起落架采用前三點(diǎn)式起落架。1） 前三點(diǎn)式起落架具有良好的方向穩(wěn)定性。當(dāng)飛機(jī)在地面上滑跑時(shí)受到外界干擾而改變方向，則兩主輪上的摩擦合力繞飛機(jī)重心的力矩將變成一恢復(fù)力矩使飛機(jī)回到原來(lái)的方向。2） 前三點(diǎn)式起落架避免后三點(diǎn)式起落架剎車(chē)時(shí)的“倒立”和“飄起”的危險(xiǎn)。可采用高效剎車(chē)裝置。4、 機(jī)身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 機(jī)身的功用和要求機(jī)身是飛機(jī)的一個(gè)重要部件，它的主要功用是裝載人員，貨物、設(shè)

5、備、武器、設(shè)備、燃料和發(fā)動(dòng)機(jī)等，并把機(jī)翼、尾翼、起落架連接在一起形成一架完整的飛機(jī)。2、 機(jī)身的主要受力構(gòu)件 機(jī)身的主要受力構(gòu)件有：隔框、蒙皮 、桁條和環(huán)式加強(qiáng)框共同作用。普通加強(qiáng)框的作用是保持機(jī)身外形，支持蒙皮，提高蒙皮的穩(wěn)定性，以利于承受局部空氣阻力載荷，環(huán)式加強(qiáng)框用于機(jī)身與其他部件連接處，機(jī)身內(nèi)部空間可以得到充分利用。3. 本機(jī)型為超輕型飛機(jī)，故采用薄壁式機(jī)身。用金屬蒙皮代替構(gòu)架式機(jī)身的布質(zhì)蒙皮，將蒙皮與機(jī)身骨架連接位一體結(jié)構(gòu)。蒙皮不僅承受氣動(dòng)載荷，而且同骨架一起承受機(jī)身的彎矩、扭矩和剪力，材料的分布和利用都比較合理，因此在同等載荷下，它比構(gòu)架式機(jī)身重量要輕。除此之外，由于機(jī)身內(nèi)部沒(méi)有縱

6、橫交錯(cuò)的構(gòu)件，因此空間利用率極高；由于材料最大限度分布機(jī)身表面，提高了機(jī)身抗扭剛度和承受動(dòng)載荷的能力。這才是超輕型飛機(jī)的精髓所在。 由于本人水平有限，機(jī)身具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)未能畫(huà)出。5 尾翼構(gòu)造設(shè)計(jì)1. 尾翼的功用是保證飛機(jī)的俯仰平衡和航向平衡，并使飛機(jī)具有俯仰和航向的安全性與操縱性。平尾由固定的水平安定面和可偏轉(zhuǎn)的升降舵組成。垂直翼由固定的垂直面和可偏轉(zhuǎn)的方向舵組成。2. 本機(jī)型的尾翼采用正常尾翼：垂直尾翼與水平尾翼互相垂直，數(shù)量各為一個(gè)。6、 設(shè)計(jì)體會(huì)1.通過(guò)本次超輕型飛機(jī)的設(shè)計(jì)，我對(duì)有關(guān)飛機(jī)各個(gè)部分組成及相應(yīng)知識(shí)有了更充分的了解。2.而且我是飛動(dòng)專(zhuān)業(yè)的，這對(duì)我以后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)有了更深的認(rèn)識(shí)。3.通過(guò)此次總體設(shè)計(jì)我對(duì)CAT