輕型飛機總體設(shè)計

1、沈陽航空航天大學(xué)飛機構(gòu)造學(xué)結(jié)課大作業(yè) 超輕型飛機結(jié)構(gòu)總體設(shè)計 學(xué) 院：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院 專 業(yè)：飛行器動力工程學(xué) 號：2013041102013 班 級：S201301 姓 名：趙偉方目錄1 超輕型飛機總體外形設(shè)計2 機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計3 起落架的構(gòu)造設(shè)計4 機身部件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計5 尾翼的構(gòu)造設(shè)計1、 超輕型飛機總體外形設(shè)計 圖一本飛機外形如上圖所示，因為本飛機的設(shè)計要求是超輕型飛機，所以并未畫太復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。飛機采用上單翼、正常式尾翼、以及前三點固定式起落架等部件總體構(gòu)成。本飛機主要應(yīng)用鋁管及航空鋼管等材料，具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、造價低廉等優(yōu)點。2、 機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于本飛機是超輕型飛機，飛行速度低，而

2、且發(fā)動機提供的動力有限，所以我們盡可能要求機翼產(chǎn)生的升力要大，而且自身重量不能太大，又因為飛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。又因為相同面積的矩形、平行四邊形和梯形，只有矩形的周長最短，這樣就會極大減少結(jié)構(gòu)重量、而且從加工工藝上考慮，矩形最好加工，材料使用也相對較少設(shè)計費用也較低。而且產(chǎn)生升力的效率較高。具體的機翼結(jié)構(gòu)如下所示： 圖二1. 翼梁 因為機翼是飛機中的主要受力部件，而翼梁又是機翼中的主要受力部件，它承受機翼的剪力和彎矩。翼梁主要由上下緣條和腹板組成。本機型采用腹板式翼梁，其剖面形狀為“工”字型，沿方向等強度設(shè)計。腹板式翼梁的優(yōu)點是在等重量和高度情況

3、下，帶有立柱加強而腹板上無任何開口，其強度最大。除此之外，這種結(jié)構(gòu)的翼梁制造工藝簡單，成本低。用途廣泛，故本飛機采用此種梁。2. 縱墻 縱墻包括前縱墻和后縱墻，它是一根緣條很弱或無緣條的腹板式翼梁。位于機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)成閉式承受機翼扭矩。3. 翼肋本機型采用腹板式翼肋。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翼氣動條件外形的構(gòu)件，蒙皮還參與機翼的總體受力。蒙皮與翼梁腹板所構(gòu)成的機翼盒式梁受到由各翼肋

4、沿閉式周緣傳來的引起機翼扭轉(zhuǎn)變形的力矩。5. 機翼與機身的連接超輕型飛機屬于低速小型飛機，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，螺栓均受剪切力作用。3、 起落架的結(jié)構(gòu)設(shè)計本機型起落架采用前三點式起落架。1） 前三點式起落架具有良好的方向穩(wěn)定性。當(dāng)飛機在地面上滑跑時受到外界干擾而改變方向，則兩主輪上的摩擦合力繞飛機重心的力矩將變成一恢復(fù)力矩使飛機回到原來的方向。2） 前三點式起落架避免后三點式起落架剎車時的“倒立”和“飄起”的危險?？刹捎酶咝x車裝置。4、 機身結(jié)構(gòu)的設(shè)計1. 機身的功用和要求機身是飛機的一個重要部件，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)動機等，并把機翼、尾翼、起落架連接在一起形成一架完整的飛機。2、 機身的主要受力構(gòu)件 機身的主要受力構(gòu)件有：隔框、蒙皮 、桁條和環(huán)式加強框共同作用。普通加強框的作用是保持機身外形，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)式加強框用于機身與其他部件連接處，機身內(nèi)部空間可以得到充分利用。3. 本機型為超輕型飛機，故采用薄壁式機身。用金屬蒙皮代替構(gòu)架式機身的布質(zhì)蒙皮，將蒙皮與機身骨架連接位一體結(jié)構(gòu)。蒙皮不僅承受氣動載荷，而且同骨架一起承受機身的彎矩、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)架式機身重量要輕。除此之外，由于機身內(nèi)部沒有縱

6、橫交錯的構(gòu)件，因此空間利用率極高；由于材料最大限度分布機身表面，提高了機身抗扭剛度和承受動載荷的能力。這才是超輕型飛機的精髓所在。 由于本人水平有限，機身具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)未能畫出。5 尾翼構(gòu)造設(shè)計1. 尾翼的功用是保證飛機的俯仰平衡和航向平衡，并使飛機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。6、 設(shè)計體會1.通過本次超輕型飛機的設(shè)計，我對有關(guān)飛機各個部分組成及相應(yīng)知識有了更充分的了解。2.而且我是飛動專業(yè)的，這對我以后相關(guān)課程的學(xué)習(xí)有了更深的認識。3.通過此次總體設(shè)計我對CAT