飞机结构设计.ppt

第一章绪论第一章绪论第一章绪论第一章绪论第一章绪论本章内容1.1飞机的研制过程1.2飞机结构设计的原始条件1.3飞机结构设计的基本要求1.4飞机结构设计的现代理论与先进技术1.5飞机结构设计的内容与方法1.1飞机的研制过程军用飞机的技、战术要求：飞机的最大速度；升限；航程/最大作战半径；起、降滑跑距离；载重；机动性指标（加力性能，盘旋半径，爬升性能，最大允许过载系数）；隐身；维护与保障性能；使用寿命；可靠性与安全性能。民用飞机使用技术要求：有效载重；航程；安全性、可靠性、维修性、经济性。3、飞机工作的最大特性：反复、长期使用。军用飞机的技、战术要求：例如，对战术轰炸机提的战术技术要求包括：一、任务，二、乘员组，三、动力装置，四、主要性能：1速度2升限3巡航高度4活动半径5起飞着陆距离6轮胎压力，五、载弹量，六、设备要求，七、自卫武器。对拦截歼击机提的战术技术要求包括：一、任务，二乘员，三动力装置，四、主要性能：1最大爬升率2升限3最大平飞马赫数4着陆速度5续航时间，五、军械设备，六、其它要求。使用技术要求：再如对大型涡轮螺旋桨客机的使用技术要求包括：一、功用，二动力装置数量，三、商务载重，四、乘员组，五、主要性能：1）巡航速度2）巡航高度3）海平面爬升率4）客舱增压5）起飞滑跑距离6）起飞距离7）着陆滑跑距离8）着陆距离，六半数发动机停车后性能要求，七，使用温度范围，八、对螺旋桨要求，九、设备，十、救生。二、飞机的研制过程2.飞机设计过程第一章绪论第一章绪论结构设计的任务：根据飞机型号设计技术要求、飞机三面图、总体布置图、外形图和规定的载荷情况、环境情况、使用方法，结合结构设计基本要求，设计出合乎使用要求且强度、刚度、疲劳、损伤容限品质合格，工艺性良好，满足重量的机体结构，为试制和批生产提供全套的图样和技术文件。应当注意设计阶段的规律：反复、循环、迭代、反馈；综合性、权衡性3.飞机制造过程工艺设计、机械加工、部件/全机装配4.飞机的试飞、定型过程地面滑跑试验；起、降性能试验；飞行包线中各飞行科目试飞试验；定型：有待结构的静力及疲劳试验完成后，没问题才定型三、飞机研制过程概述2、飞机设计的主要阶段：结构设计的一般过程1.2飞机结构设计的原始条件二、原始条件1、飞机结构的外载特征以及对结构承载的要求外载的形式(集中的、分布的、冲击型的、周期型、热的等)；外载的历程特征(不同的飞行，载荷的变化规律)；外载对结构的作用效应（抖振、颤振）；结构承载的强度、刚度(静、动、热、整体的、局部的)要求；结构寿命要求；损伤容限要求；经济性要求(生产/维修成本)。2、飞机结构的协调关系各部件的相对位置以及相互间连接交点的位置（不能改动）；零、构件之间在连接尺寸上的协调关系；各构件间或构件与内部装载间的位置、形状协调；部件或组件结构的外边界一般与飞机的理论外形相协调；其内部边界可能需与某个内部装载协调，也可能不需协调。3、结构的使用条件（1）环境条件：指气象条件或周围介质条件（温度、湿度、腐蚀、有害介质等）。（2）起降场所条件：水、陆两栖；陆地：水泥、土跑道。（3）维修条件：外场维修；场站或基地维修。4、生产条件（1）工艺条件（热加工、冷加工、少量或批量，加工精度与性能的保障性）（2）加工能力（小量或大批量，加工精度与加工性能）（3）装配能力（装配精度、装配量大小）（4）生产能力（产量）（5）生产质量保障体系（技术与管理）三、结构设计必须遵循的设计准则第一章绪论第一章绪论1.3飞机结构设计的基本要求强度、刚度要求疲劳、耐久性要求损伤容限要求维修性要求适航性要求合理选材工艺性要求低成本设计要求重量要求防雷击要求抗腐蚀要求二、基本要求概述（约束条件，边界条件）２、重量要求应当体会到重量设计是在满足各种结构性能指标的前提下，使重量最轻。从优化数学语言，在满足各种性能指标约束下，使重量目标函数最小。实际工程设计中，仅为满意解（总体设计分解到各结构上的重量指标）第一章绪论３、使用维修要求结构与系统的安全可靠工作需要定期地检修维护来保障，良好的维修性、保障性是工程设计的主要因素。具体来说，合理地布置分离面及各种开口，结构内部安排必要的检查维修通道，增加结构的开敞性和可达性。４、工艺要求良好的工艺性设计是保证加工、装配合理精度及性能的前提。５、成本要求（经济性）飞机的主要成本：设计、研制、制造和运营。对军机而言，成本不应当是第一要求，重量与性能是第一位的。对民用客机，成本是第一要求。一般说，气动性能、使用要求是“前提性”要求，气动外形、结构与强、刚度设计技术是“前提”技术。技术要求与技术性能是互相联系、互相制约的，有的甚至是相互矛盾的，应当在一个好的设计素质基础上，把握主要矛盾，综合考虑，权衡处理。三、飞机结构设计思想的演变发展四个阶段设计载荷为使用载荷乘以安全系