飞机结构设计.docx

飞机结构设计飞机结构设计飞机结构设计南京航空航天大学飞机设计技术研究所2005.9一、本课程的特点注重基础理论概念的实用化、感性化以及工程化注重综合运用知识概念权衡复杂问题分析，抓住主要矛盾寻找解决问题途径的基本设计理念大量工程结构实例的剖析注重培养自行分析、动手设计的主观能力以及工程实用化的实践能力具体要求：注意定性分析，要求概念清楚；实践性强，要求常去机库观察实物；理性推理较差，要求认真上课。二、基本内容和基本要求内容：飞机的外载荷；飞机结构分析与设计基础不同类型飞机结构的分析；飞机结构的传力分析；飞机结构主要元构件设计原则；内容要求：①掌握飞机结构分析和设计的基本手段——传力分析；②能够正确解释飞机结构元件的布置；③能够正确地分析和设计飞机结构的主要元件。第1章绪论飞机结构设计将飞机构思变为飞机的技术过程；成功的结构设计离不开科学性与创造性；结构设计有其自身的原理和规律，不存在唯一正确答案，需要不断的探索和完善。1.1飞机结构设计在飞机设计中的位置飞机功用及技术要求空-空：军用空-地：截击、强击、轰炸.战术技术要求运输：客运民用货运使用技术要求运动，……技术要求技术要求：Vmax，升限，航程/作战半径，起飞着陆距离，载重/起飞重量，机动性指标（加速，最小盘旋，爬升），使用寿命；非定量要求：全天候，机场要求，维护要求；趋势：V，Hmax，载重，航程；苏-30阵风F－117第四代战斗机(俄罗斯称之为第五代战斗机)更着重强调同时具备隐身技术、超音速巡航、过失速机动和推力矢量控制、近距起落和良好的维修性等性能。由于各种飞机的用途和设计要求不同，会带来飞机气动布局和结构设计上的差别；飞机设计的基本概念、设计原理和设计方法是一致的；本课程将对典型结构型式进行分析的基础上，将主要介绍飞机设计的基本概念、设计原理和方法。1.1.1飞机研制过程技术要求飞机设计过程飞机制造过程试飞定型1．拟订技术要求通常可由飞机设计单位和订货单位协商后共同拟订出新飞机的战术技术要求或使用技术要求。2．飞机设计过程飞机设计单位根据拟订好的飞机技术要求进行飞机设计。飞机设计一般分为两大部分：总体设计和结构设计。3．飞机制造过程：飞机制造工厂根据飞机设计单位提供的设计图纸和技术资料进行试制。试制出来的新飞机即可投入全机强度、疲劳和损伤容限的验证试验和试飞。趋势：无图化制造4．飞机的试飞、定型过程在通过全机静强度试验、某些必要的疲劳、损伤容限的早期验证试验、起落架试验和全机各系统试验后进行试飞。1.1.2飞机结构设计的地位图1.1飞机研制的一般过程1.概念性设计阶段根据设计要求，全面构思，形成粗略的断语飞机设计方案的基本概念，并草拟一个或几个能满足设计要求的初步设计方案工作内容：初步选定飞机的形式，进行气动外形布局初步选择飞机的基本参数选定发动机和主要的机载设备初步选择各主要部件的主要几何参数粗略绘制飞机的三面草图初步考虑飞机的总体布置方案，初步的性能估算，检查是否符合飞机设计所要求的性能指标方案要具有足够的先进性且实际可行花钱和耗时不多，但非常重要2初步设计阶段修改完善飞机的几何外形设计，给出完整的飞机三面图、理论外形；全面布置安排各种机载设备、系统和有效载荷；初步布置飞机结构的承力系统和主要的承力构件；进行较为详细的重量计算和重心定位；进行比较精确的气动力性能计算和操纵性、稳定性计算；给出详细的飞机总体布置图。3详细设计阶段结构设计（部件设计和零构件设计）给出各个部件和各个系统的总图、装配图、零件图，详细的重量计算和强度计算报告静强度试验、动强度试验、寿命试验和各系统的台架试验试制原型机和进行地面试验，包括全机静、动力试验和各系统的地面试验试飞修改设计定型获得型号合格证书批量生产飞机研制的特点性能良好的飞机是先进科学技术和创造性劳动的产物飞机研制工作是一个反复迭代、逐步逼近的过程研制成功的飞机是多种专业综合和协调的最终结果飞机结构设计具体内容飞机部件的结构打样设计（初步设计）零构件设计部件的结构图纸飞机部件设计师素质设计师的第一要务是彻底熟悉飞机设计所依据的规则;其次，设计师应熟悉每一代飞机的型号。1.2飞机结构设计的原始条件1.2.1结构的形状协调1.理论外形——由飞机的性能（特别是气动性能）、用途等确定。例如：气动性能需要翼身融合；飞行速度决定翼剖面2.内部装置——由总体设计确定。如：发动机后机身的框；油箱梁、肋、框等；操纵杆、导线等翼肋3.相互连接—各设计室、组、员之间协调如：机翼与机身框；前机身与后机身；翼肋与翼梁；注意：①内部装置与结构之间应有一定的间隙;②根据具体情况设计出的结构不一定占据整个最大高度和空间;③某些协调关系在设计过程中可作一些调整。1.2.2结构的外载荷及对结构受力特性的要求飞机结构的强度、刚度、寿命、可靠性等与外载直接有关;外载是