飞机结构与系统飞机外载荷.pptx
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1、飞机结构的主要载荷飞机结构的主要载荷飞机的外载荷 飞行、起飞、着陆、地面停机等过程中,作用在飞机上的气动力、重力和地面反力等外力的总称。外载荷的大小取决于飞机的重量、飞行性能、外形的气动力特性、起落架的减震特性以及使用情况等许多因素。分为两类:1)飞行时的外载荷 2)起飞、着陆时的外载荷第1页/共52页飞机飞行载荷飞机飞行载荷第2页/共52页飞机飞行载荷飞机飞行载荷第3页/共52页飞机飞行载荷飞机飞行载荷第4页/共52页飞机飞行载荷飞机飞行载荷YG,TX等速直线平飞时的受载情况第5页/共52页飞机地面载荷飞机地面载荷第6页/共52页载荷系数载荷系数载荷系数的定义:除重力外,作用在飞机上的某方向
2、上所有外力之合力与当时飞机重量之比值。也称过载系数(过载)矢量,符号n。x向:nx=(T-X)/G,小于T/G (现代飞机T/G最大值1.2-1.4)z向:nz=Z/G,一般较小y向:飞机升力同重力的比值 ny=Y/G 第7页/共52页载荷系数载荷系数载荷系数的物理意义:用倍数的概念来表示飞机实际外力同重力之间的关系,是一个相对值。表示飞机质量力与重力的比率。第8页/共52页载荷系数载荷系数载荷系数的实用意义:1)载荷系数确定,结合有关飞行参数,可以确定飞机结构上的各部分实际载荷的大小及方向,便于我们对飞机结构的强度、刚度等指标进行设计校验;2)飞机机动性的重要指标,通过载荷系数可以了解飞机的
3、机动性能。1-弹簧;2-重块;3-指针;4-阻尼器第9页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数1.等速直线平飞第10页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数飞机速度的大小和方向改变,航迹为曲线。垂直平面内:a进入俯冲 b垂直俯冲 c俯冲后拉起水平平面内:水平等速转弯/盘旋 曲线飞行(机动飞行)第11页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数2.进入俯冲(视V和r的不同情况,ny可能为负,为正,或零)第12页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数例例1 1 如图所示,飞机进行俯冲,已知此时如图所示,飞机进行俯冲,已知此时=45=45,
4、r r=1000m=1000m,测,测得飞机的得飞机的n ny y=0=0,求此时飞机的飞行速度。,求此时飞机的飞行速度。第13页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数例例1 1 如图所示,飞机进行俯冲,已知此时如图所示,飞机进行俯冲,已知此时=45=45,r r=1000m=1000m,测,测得飞机的得飞机的n ny y=0=0,求此时飞机的飞行速度。,求此时飞机的飞行速度。解:第14页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数3.垂直俯冲第15页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数4.俯冲后拉起结论:若飞机的速度V,航迹的曲率半径r一定,则=0
5、(最低处)时过载最大;若飞机的姿态、位置一定,则速度V越大,半径r越小,机动性越好,猛烈拉起),过载越大(飞机受力越严重)。第16页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数例2:如图所示,飞机俯冲后拉起。求:(1)当V=1000km/h,r=1000m,=45、30、0时的过载ny各为多少?(2)如果最大允许过载系数nymax=8,在同样的拉起速度下,允许的拉起圆弧半径r 为多大第17页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数例2:如图所示,飞机俯冲后拉起。求:(1)当V=1000km/h,r=1000m,=45、30、0时的过载ny各为多少?(2)如果最大允许过载
6、系数nymax=8,在同样的拉起速度下,允许的拉起圆弧半径r 为多大解:(1)第18页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数例2:如图所示,飞机俯冲后拉起。求:(1)当V=1000km/h,r=1000m,=45、30、0时的过载ny各为多少?(2)如果最大允许过载系数nymax=8,在同样的拉起速度下,允许的拉起圆弧半径r 为多大解:(2)第19页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数5.等速水平盘旋(重要机动性能指标)坡度:(盘旋倾斜角)第20页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数6.突风载荷突风:方向、大小变化的不稳定气流突风载荷:因突风
7、引起的、飞机受到的附加气动力 (飞机可能迅速改变高度)水平突风/航向突风:(逆风或顺风)只改变相对速度的大小 垂直突风:(向上或向下)改变相对速度的大小、方向,导致迎角变化 侧向突风:使飞机侧滑,主要作用在垂尾上产生附加气动力。垂直突风是各向突风中最严重的情况第21页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数垂直向上突风情况垂直向上突风情况第22页/共52页典型飞行姿态的载荷系数典型飞行姿态的载荷系数垂直向上突风情况垂直向上突风情况过载(升力)一样时,K越小,飞行速度V0可以更大,可快速通过强突风区;飞行速度V0一样时,K越小,过载ny可更小,可提高乘客舒适感和飞行安全性。垂直突风
8、衰减系数K第23页/共52页考虑飞机转动时的载荷系数考虑飞机转动时的载荷系数1.飞机转动时的载荷系数式中:Yw 机翼升力 Yte平尾平衡载荷 Ytm平尾机动载荷1)y向载荷nyt2)绕重心旋转载荷nyr第24页/共52页考虑飞机转动时的载荷系数考虑飞机转动时的载荷系数例例3 3:飞机在平衡飞行中作跃升机动。已知飞机在平衡飞行中作跃升机动。已知x x1 1=4m=4m,x x2 2=6m6m,L La a=5m=5m,a az z=3rad/s=3rad/s2 2,I Iz z=10000N=10000N mm s s2 2,求,求x x1 1和和x x2 2 处绕处绕重心旋转载荷系数重心旋转载
9、荷系数n nyzyz及平尾机及平尾机动载荷动载荷Y Ytmtm。第25页/共52页考虑飞机转动时的载荷系数考虑飞机转动时的载荷系数例例3 3:飞机在平衡飞行中作跃升机动。已知飞机在平衡飞行中作跃升机动。已知x x1 1=4m=4m,x x2 2=6m6m,L La a=5m=5m,a az z=3rad/s=3rad/s2 2,I Iz z=10000N=10000N mm s s2 2,求,求x x1 1和和x x2 2 处绕重心旋转载荷系数处绕重心旋转载荷系数n nyzyz及平尾机及平尾机动载荷动载荷Y Ytmtm。解:第26页/共52页考虑飞机转动时的载荷系数考虑飞机转动时的载荷系数2.
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