第一章_飛機(jī)的外載荷

1、第一章 飛機(jī)的外載荷1.1 飛機(jī)的載荷外載荷：空氣動(dòng)力、慣性力以及飛機(jī)在著陸、地面滑行和停機(jī)時(shí)地面的反作用力外載荷：飛機(jī)在起飛、飛行、著陸及地面停放等過(guò)程中， 作用在飛機(jī)上的外力飛機(jī)做等速直線水平飛行時(shí)，作用在飛機(jī)上的外載荷有：升力Y0、阻力X0、重力G和推(拉)力P0Y0 GP0 X0水平飛行Y(升力）X (阻力)P (推力)G(重力）飛機(jī)在等速直線水平飛行時(shí)的外載荷飛機(jī)在起飛、飛行、著陸及地面停放等過(guò)程中，作用在飛機(jī)上的外力稱為飛機(jī)的外載荷。著陸時(shí)，作用在飛機(jī)上的外載荷包括重力， 升力，及地面的反作用力。什么是飛機(jī)的外載荷？著陸時(shí)，作用在飛機(jī)上的外載荷有哪些？飛機(jī)飛行時(shí)，作用在飛機(jī)上的外載

2、荷有：升力、重力、推力和阻力。Y=G;P=X。抬頭力矩等于低頭力矩。飛機(jī)飛行時(shí)，作用在飛機(jī)上的外載荷有哪些？ 做等速直線水平飛行時(shí)，各力之間的關(guān)系？1.2 飛機(jī)的過(guò)載n 1.2.1 飛機(jī)重心的過(guò)載一、過(guò)載的基本概念在曲線飛行中，作用于飛機(jī)上的升力經(jīng)常不等于飛機(jī)的重量。為了衡量飛機(jī)在某一飛行狀態(tài)下受外載荷的嚴(yán)重程度，引出過(guò)載(或稱載荷因數(shù))這一概念。=G二、過(guò)載的定義n 作用在飛機(jī)某方向的除重力之外的外載荷與飛機(jī)重量的比值，稱為該方向的飛機(jī)重心過(guò)載，用n表示。n 飛機(jī)在Y軸方向的過(guò)載，等于飛機(jī)升力（Y） 與飛機(jī)重量的比值，即ny=YGY (立軸)Z (橫軸)飛機(jī)重心X (縱軸)=G 飛機(jī)在X軸方

3、向的過(guò)載等于發(fā)動(dòng)機(jī)推力P與 飛機(jī)阻力X之差與飛機(jī)重量的比值，即=nx=(P -X )G飛機(jī)在Z軸方向的過(guò)載等于飛機(jī)側(cè)向力（Z）與飛機(jī)重量的比值，即ny往往較大，飛機(jī)在飛行中，Y軸方向的過(guò)載它是飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要指標(biāo)之一，飛機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要取決于Y方向的過(guò)載。而其它兩個(gè)方向的，nx過(guò)載（）較小，它們對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響也較小。nznz=ZGn 什么是飛機(jī)的重心過(guò)載？什么是飛機(jī)升力方 向的過(guò)載？n 作用在飛機(jī)某方向的除重力之外的外載荷與飛機(jī)重量的比值，稱為該方向的飛機(jī)重心過(guò)載。飛機(jī)在升力方向的過(guò)載等于飛機(jī)升力與飛機(jī)重量的比值.三、過(guò)載的大小在不同的飛行狀態(tài)下，飛機(jī)重心過(guò)載的大小往往不一樣。過(guò)載可

4、能大于1、小于1、等于1、等于零甚至是負(fù)值，這決定于曲線飛行時(shí)升力的大小和方向。飛機(jī)平飛時(shí)，升力等于飛機(jī)的重量，ny等于1；曲線飛行時(shí)，升力經(jīng)常不等于1。飛行員柔和推桿使飛機(jī)由平飛進(jìn)入下滑的過(guò)程中，升力比飛機(jī)重量稍小一些，ny就小于1；當(dāng)飛機(jī)平飛時(shí)遇到強(qiáng)大的垂直向下的突風(fēng)或在垂直平面內(nèi)做機(jī)動(dòng)飛行時(shí)，駕駛員推桿過(guò)猛，升力就會(huì)變成負(fù)值，ny也就變?yōu)樨?fù)值；當(dāng)飛機(jī)以無(wú)升力迎角垂直俯沖時(shí)，載荷因數(shù)就等于零。的正、負(fù)號(hào)與升力的正、負(fù)號(hào)一致，而升力的正、負(fù)號(hào)取決于升力與飛機(jī)Y軸（立軸）的關(guān)系。如果升力的方向與Y軸相同，則取正號(hào)；反之則取負(fù)號(hào)。nyn 飛機(jī)的重心過(guò)載可能大于1，也可能小于1，或等于零，甚至是負(fù)

5、值，這取決于飛行時(shí)升力的大小和方向。飛行中飛機(jī)重心處Y方向過(guò)載是否一定等于1，為什么？駕駛員猛推桿可能使飛機(jī)的迎角減小過(guò)大，產(chǎn)生負(fù)的升力。當(dāng)駕駛員猛推桿使飛機(jī)進(jìn)入下滑時(shí)，為什么飛機(jī)Y方向的過(guò)載可能為負(fù)值？四、過(guò)載的意義過(guò)載表示飛機(jī)的外載荷（除重力外）與飛機(jī) 重力的關(guān)系。這種關(guān)系用倍數(shù)來(lái)表示，是一個(gè)相對(duì)值。1.2.2飛機(jī)各部位的局部過(guò)載n 在研究飛機(jī)各部件的載荷時(shí)，只知道飛機(jī)的過(guò)載是不夠的，還必須知道部件的過(guò)載。部件過(guò)載是該部件在某一飛行狀態(tài)中的質(zhì)量力與其本身重量的比值。當(dāng)飛機(jī)沒(méi)有對(duì)重心的角加速度時(shí)，部件的過(guò)載等于飛機(jī)的過(guò)載； 當(dāng)飛機(jī)有對(duì)重心的角加速度時(shí)，飛機(jī)重心以外各部件的過(guò)載，等于飛機(jī)的過(guò)載

6、加上或減去一個(gè)附加過(guò)載。n 前面在研究飛機(jī)過(guò)載時(shí)，是把整架飛機(jī)當(dāng) 作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來(lái)看待的，因此，計(jì)算得到的過(guò)載是指飛機(jī)重心處的過(guò)載。當(dāng)飛機(jī)繞重心有角加速度 e z (抬頭為正)時(shí)，飛機(jī)各部位的過(guò)載值就會(huì)發(fā)生改變。這兩處Y方向過(guò)載等于重心過(guò)載加上附加過(guò)載；A處過(guò)載大于重心過(guò)載，B處過(guò)載小于重心過(guò)載。在飛機(jī)縱軸上，A、B分別為飛機(jī)重心前、后兩點(diǎn)。試問(wèn)，當(dāng)飛機(jī)繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)抬頭瞬間，這兩處Y方向過(guò)載與重心過(guò)載的關(guān)系？n 當(dāng)飛機(jī)繞重心有一個(gè)抬頭的角加速度 e z 時(shí)，在機(jī)身上某一點(diǎn)處，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)線加速度：Dni，即這個(gè)附加的線加速度將產(chǎn)生一個(gè)附加的過(guò)載因此，在 ii點(diǎn)處的局部過(guò)載式中 g-重力加速度。為n=

7、 n + Dn= n + e z xi iigniDn= ayi= e z xi iggayii飛機(jī)各部位的局部過(guò)載沿飛機(jī)長(zhǎng)度是按直線規(guī)律變化的。部件距離飛機(jī)的重心越遠(yuǎn)，或飛機(jī)繞重心轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度越大，該部件的附加過(guò)載也越大。只有當(dāng)飛機(jī)繞重心的角加速度為零時(shí)，飛機(jī)上沿縱向各點(diǎn)處的過(guò)載才相等，都等于飛機(jī)重心處的過(guò)載。當(dāng)飛機(jī)繞Z軸加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，為什么距重心越遠(yuǎn)產(chǎn)生的Y方向附加過(guò)載值越大？重心外各點(diǎn)的附加線加速度等于角加速度與此點(diǎn)到重心距離的乘積，距離越遠(yuǎn)，附加線加速度越大，附加過(guò)載就越大。1.2.3飛機(jī)著陸時(shí)的過(guò)載n 飛機(jī)著陸接地時(shí)的速度可分解為水平分速和垂 直分速。由于水平分速是在著陸滑跑過(guò)程中逐

8、 漸消失的，因此飛機(jī)沿水平方向的受力不大； 垂直分速是在飛機(jī)與地面相對(duì)撞擊后很短的時(shí) 間內(nèi)消失的，故飛機(jī)沿垂直方向的撞擊力較大。飛機(jī)著陸接地時(shí)承受的載荷，主要就是作用于 起落架的垂直撞擊力。飛機(jī)接地時(shí)垂直方向的過(guò)載，為作用于起落架上的垂直撞擊力與飛機(jī)重量的比值。n 飛機(jī)著陸時(shí)，由于飛機(jī)的垂直下降速度在很短的時(shí)間內(nèi)降為零，出現(xiàn)很大的負(fù)加速度，這將引起著陸過(guò)載。n 飛機(jī)著陸過(guò)載：起落架的實(shí)際著陸外載荷與飛機(jī)停放在地面時(shí)起落架的停機(jī)載荷之比，即：n=plg= G + NY+ Yl ypG0,lg如果飛機(jī)沒(méi)有繞重心的角加速度，則部件的過(guò)載就等于飛機(jī)重心的過(guò)載；否則，還要加上由角加速度引起的附加過(guò)載。例

9、如：前三點(diǎn)式起落架飛機(jī)以兩個(gè)主輪接地時(shí)，作用于起落架的載荷對(duì)飛機(jī)重心的力矩， 要使飛機(jī)產(chǎn)生機(jī)頭下俯的角加速度。這時(shí)， 飛機(jī)重心后面的部件，其過(guò)載等于飛機(jī)重心過(guò)載加上一個(gè)附加過(guò)載；而飛機(jī)重心前面的部件，則應(yīng)減去一個(gè)附加過(guò)載。?飛機(jī)雙輪接地時(shí)Y方向的過(guò)載角加速度GP前三點(diǎn)式飛機(jī)以兩主輪接地著陸時(shí)，沿機(jī)身縱向各點(diǎn)的Y方向過(guò)載值的分布情況。各點(diǎn)的Y方向過(guò)載值等于重心過(guò)載與附加過(guò)載之和。各點(diǎn)的Y方向過(guò)載值沿機(jī)身縱向呈線性分布， 重心前各點(diǎn)的Y方向過(guò)載值小于重心過(guò)載，重心后各點(diǎn)的Y方向過(guò)載值大于重心過(guò)載。1.3 飛機(jī)最大使用過(guò)載和最大允許速壓n 1.3.1 飛機(jī)的最大使用過(guò)載過(guò)載ny越大，說(shuō)明作用在飛機(jī)上

10、的升力Y也越大。 所以，飛機(jī)在飛行中的過(guò)載值ny就表示了飛機(jī)受力的大小。通常把飛機(jī)在飛行中出現(xiàn)的過(guò)載值ny稱為使用過(guò)載，用ny,ser表示。設(shè)計(jì)飛機(jī)時(shí)所規(guī)定的最大使用過(guò)載值，稱為最大使用過(guò)載，用ny,ser,max表示。Y = ny Gn 各種飛機(jī)的最大使用過(guò)載，主要是由飛機(jī)的機(jī)動(dòng)飛 行能力，飛行員生理上的限制，以及在飛行中因氣流不穩(wěn)定而可能受到的外載荷等因素確定的。n 對(duì)于不能做特技飛行的飛機(jī)，例如大型運(yùn)輸機(jī)，其最大使用過(guò)載通常是由飛機(jī)在不穩(wěn)定氣流中飛行時(shí)可能產(chǎn)生的過(guò)載來(lái)確定的。大型運(yùn)輸機(jī)的最大使用正過(guò)載大約為34，最大使用負(fù)過(guò)載為1.52.5。n 一架飛機(jī)的最大使用過(guò)載規(guī)定得越大，飛機(jī)結(jié)構(gòu)承受外載荷的能力就越強(qiáng)。1.3.2 飛機(jī)的最大允許速壓物理量q稱為速壓。飛機(jī)平飛時(shí)，可以根據(jù)飛機(jī)在不同高度時(shí)的需用推力和發(fā)動(dòng)機(jī)的可用推力之間的關(guān)系，確定出各個(gè)高度上的最大平飛速 度VH,max，飛機(jī)在各個(gè)高度上的最大速壓為：rV 2q= HH ,max H ,max2rV 2q =2在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)