第07节_飞机设计_机翼设计_904003087

机翼分析

B-2隐形战略轰炸机 一、飞机简介: B-2隐形战略轰炸机是冷战时期的产物,由美国诺思罗普公司为美国空军研制。1979年,美国空军根据战略上的考虑,要求研制一种高空突防隐形战略轰炸机来对付苏联90年代可能部署的防空系统。1981年开始制造原型机,1989年原型机试飞。后来对计划作了修改,使B-2轰炸机兼有高低空突防能力,能执行核及常规轰炸的双重任务。 二、飞机整体结构: 飞机三视图和飞机内部结构剖析(图下)

三、飞机机翼结构分析: B-2轰炸机采用翼身融合、无尾翼的飞翼构形,其机体扁平,采用翼身融合的无尾(无垂直尾翼)的飞翼构型,机翼前缘为直线,交接于机头处,机翼后掠33度,飞机头部到翼尖成锐角,机翼后缘成双“W”形(锯齿形)有8个操纵面(6个升降副翼,2个阻流方向舵),巨大的锯齿状后缘由10条直的边缘组成,翼展尺寸为52.43米机翼前缘交接于机头处,机翼后缘呈锯齿形。机身机翼大量采用石墨/碳纤维复合材料、蜂窝状结构,表面有吸波涂层,发动机的喷口置于机翼上方。这种独特的外形设计和材料,能有效地躲避雷达的探 测,达到良好的隐形效果。 形尾翼原始设计 是专门为高空飞 行设计的,能够 满足高空阵风载 荷的需求,但不 适应于低空阵风 载荷的需求。飞 机主翼的设计进 行了重大改动, 因为空军不仅要 求飞机能从高空 突入,而且还要 能超低空突防, 从而带来了提高 飞机升力、增强

机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面积等一系列问题,使飞机的设计历经数年才得以定型。B-2飞机的结构设计是基于满足阵风载荷(又称突风载荷)标准进行设计的,航空历史上仅有几种型号的飞机是按阵风载荷需求设计的,大部分军用飞机是根据机动载荷(又称惯性载荷)需求而设计。 机翼结构为单块式。从构造上看,单块式机翼的长桁较多且较强;蒙皮较厚;长桁、蒙皮组成可受轴向力的壁板。当有梁时,一般梁缘条的剖面面积与长桁的剖面面积接近或略大,有时就只布置纵墙。为了充分发挥单块式机翼的受力特点,左、右机翼一般连成整体贯穿机身。但有时为了使用、维护方便,在展向布置有设计分离面。分离面处采用沿翼箱周缘分散连接的形式将机翼连为一体。 单块式机翼的上、下壁板成为主要受力构件。这种机翼比梁式机翼的刚度特性好(这点对后掠机翼很重要)。同时由于结构分散受力,能更好地利用剖面结构高度,因而在某些情 况下(如飞机速度较大时)材料利用率较高,重量可能较轻。此外单块式机翼比梁式机翼生存力强。它的缺点是不便于开口 (Boeing)波音747 SP 一、飞机名称: 波音747 SP 波音747,又称为“珍宝客机”(Jumbo Jet),是一种双层客舱四发动机飞机,是世界上最易识别的客机之一,亦是全世界首款生产的宽体民航客机,由美国波音民用飞机集团制造。波音747原型大小是1960年代被广泛使用的波音707的两倍。1965年8月开始研制,自1970年投入服务后,一直是全球最大的民航机,垄断着民用大型运输机的市场,到A380投入服务之前,波音747保持全世界载客量最高飞机的纪录长达37年。 二、飞机整体结构:

机翼组成详细说明

关于飞机机翼 机翼各翼面的位置图 图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出 机翼的基本概念 机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。 相关名词解释: 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型。 前缘:翼型最前面的一点。 后缘:翼型最后面的一点。 翼弦:前缘与后缘的连线。 弦长:前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 迎角(Angleofattack):机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。

翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理,向下垂时的角度就叫下反角。 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。 上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上; 下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。 机翼在使飞机升空飞行中的重要作用 飞机在飞行过程中受到四种作用力: 升力----由机翼产生的向上作用力 重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生 推力----由发动机产生的向前作用力 阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。 由此可见,机翼的主要功用就是产生升力,以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢? 首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起,前面名词解释已提到,机翼横断面(横向剖面)的形状称为翼型,机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看,机翼顶部弯曲,而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。

机翼原理

飞机机翼原理 机翼各翼面的位置图 图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。 机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出 机翼的基本概念 机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。 相关名词解释: 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型 前缘:翼型最前面的一点。 后缘:翼型最后面的一点。 翼弦:前缘与后缘的连线。 弦长:前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身

轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理,向下垂时的角度就叫下反角。 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。 上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上; 下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。 机翼在使飞机升空飞行中的重要作用 飞机在飞行过程中受到四种作用力: 升力----由机翼产生的向上作用力 重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生 推力----由发动机产生的向前作用力 阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。 由此可见,机翼的主要功用就是产生升力,以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢? 首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起,前面名词解释已提到,机翼横断面(横向剖面)的形状称为翼型,机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看,机翼顶部弯曲,而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。

飞行器结构优化设计课程总结

《飞行器结构优化设计》 ——课程总结 专业航天工程 学号GS0915207 姓名

《飞行器结构优化设计》课程总结报告 通过这门课程的学习,大致了解无论是飞行器、船舶还是桥梁等工程项目的传统结构设计流程:首先是根据技术参数、经验和一些简单的分析方法进行初始的结构设计,然后用较为精确的分析方法对初始设计进行核验,根据核验结果,逐步调整设计参数,直到得到满意的设计方案。但是这种传统设计方法的产品性能优劣主要就取决于设计人员的水平,而且设计周期长,并要耗费大量的人力和物力。随着高速、大容量电子计算机的广泛使用和一些精度高的力学分析数值方法的建立和应用,使得复杂的结构分析过程变得更加高效、精确。 本课程重点就在于介绍结构优化的各种分析方法。这些分析方法都是以计算机为工具,将非线性数学规划的理论和力学分析方法相结合,使用于受各种条件限制的承载结构设计情况。 优化问题的数学意义是在不等式约束条件下,求使目标函数为最小或最大值的一组设计变量值,在实际工程应用中,优化问题所包含的函数通常是非线性的和隐式的。建立在数学规划基础上的优化算法,是依据当前设计方案所对应的函数值与导数值等信息,按照某种规则在多维设计变量空间中进行搜索,一步一步逼近优化解。随着计算机的发展和数学计算方法不断进步,结构分析。优化的方法也是随之水涨船高。 一、有限元素法 这是基于在结构力学、材料力学和弹性力学基础上的一种分析方法。研究杆、梁,经简化薄板组成的结构的应力、变形等问题。其方法是首先通过力学分析将结构离散化成单一元素,然后对单一元素进行分析,算出各单元刚度矩阵后,进行整体分析,根据方程组K·u=P求解。这种方法求解的问题受限于结构的规模、形式和效率。 二、敏度分析 结构敏度是指结构性状函数,如位移、应力、振动频率等对设计变量的导数。近似函数的构成,以及许多有效的结构优化算法,皆要利用这些参数的一阶导数,以至二阶导数信息。 结构敏度分析的基础是结构分析,对于复杂的结构,精确的结构分析工作是

飞机机翼各部分图解及专业术语

机翼各翼面的位置图 图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出 机翼的基本概念 机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。 相关名词解释: 1 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型 2 前缘:翼型最前面的一点。 3 后缘:翼型最后面的一点。 4 翼弦:前缘与后缘的连线。 5 弦长:前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 6 迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。 7 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 8 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 9上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理,向下垂时的角度就叫下反角。 10 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 11 机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。 上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。 中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上; 下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。 机翼在使飞机升空飞行中的重要作用 飞机在飞行过程中受到四种作用力: 升力----由机翼产生的向上作用力 重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生 推力----由发动机产生的向前作用力 阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。

飞机机翼图设计

伯恩思坦多项式与Bezier曲线 一、引言 1971年法国雷诺汽车公司的工程师Bezier提出了一种新的参数曲线表示法。这种方法能方便地控制输入参数(控制点)以改变曲线的形状。被称为Bezier曲线,数学原理使用了伯恩思坦多项式。设f(x)是定义在[0,1]上的连续函数,称表达式 ∑= -- ≈ n k k n k k n t t C n k f x f ) 1( ) / ( ) ( 右端为函数的伯恩思坦逼近多项式。 下面是函数) sin( ) (x x fπ =的伯恩思坦多项式逼近实验程序 n=input('input n='); x=[0:n]/n; f=sin(x*pi); for i=1:n+1 y=f;t=x(i); for k=n:-1:1 for j=1:k y(j)=t*y(j)+(1-t)*y(j+1); end end p(i)=y(1); end max(abs(f-p)) plot(x,f,'b',x,p,'o',x,p,'r') 下面两图分别是取不同点数的伯恩思坦多项式逼近。 n=10逼近n=20逼近 二、Bezier曲线 Bezier曲线的形状是通过一组多边折线(控制多边形)的各顶点P0,P1,…,P m所定义出来的。在多边折线的各顶点中,只有第一点P0和最后一点P m在曲线上,其余的点则用以定义曲线的阶次。 给定控制多边形顶点P0,P1,…,P m的坐标 (x0,y0),(x1,y1),……,(x m,y m) 曲线参数方程为 ∑= -- = m k k k m k k m x t t C t x ) 1( ) (,∑ = -- = m k k k m k k m y t t C t y ) 1( ) (

飞机机翼各部分图解及专业术语讲课教案

飞机机翼各部分图解及专业术语

机翼各翼面的位置图 图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出 机翼的基本概念 机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。 相关名词解释: 1 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型 2 前缘:翼型最前面的一点。 3 后缘:翼型最后面的一点。 4 翼弦:前缘与后缘的连线。 5 弦长:前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 6 迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。 7 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 8 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 9上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞

机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理,向下垂时的角度就叫下反角。 10 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 11 机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。 上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。 中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上; 下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。 机翼在使飞机升空飞行中的重要作用 飞机在飞行过程中受到四种作用力: 升力----由机翼产生的向上作用力 重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力 阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。 由此可见,机翼的主要功用就是产生升力,以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢? 首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起,前面名词解释已提到,机翼横断面(横向剖面)的形状称为翼型,机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看,机翼顶部弯曲,而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。 空气的流动在日常生活中是看不见的,但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相对稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似,由于机翼一般是不对称的,上表面比较凸,而下表面比较平,流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水,流速较快,而流过机翼下表面的气流正好相反,类似于较宽地方的流水,流速较上表面的气流慢。根据流体力学的基本原理,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高,换一句话说,就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。 简单来说,飞机向前飞行得越快,机翼产生的气动升力也就越大。当升力大于重力时,飞机就可以向上爬升;当升力小于重力时,飞机就可以降低高度。

飞机机翼浅析

飞机机翼结构浅析 摘要 飞机发明人美国人莱特兄弟说“每只鸟都是一名特级飞行员,谁要飞行,谁就得模仿鸟”的论述,对鸟的飞行动作,作了更仔细的观察研究,于1903年成功地发明了世界上有动力、可操纵的飞机,成为世界公认的飞机发明人。飞机机翼结构和升力产生的机理与鸟翼的结构及产生升力的原理基本上是一致的。飞机在发动机驱动下向前飞行时,流过上下翼面气流的流速不一致,上翼面流速快于下翼面,造成上翼面空气压力低于下翼面,从而使机翼产生升力,当升力大于飞机的重力时飞机就能升空飞行了。由此可见机翼的作用非同寻常,下面我们来看一下究竟。本文主要介绍机翼的功用、机翼的设计标准以及对机翼典型零件的分析来对机翼的构造和翼型原理有一个更清楚的认识。 关键词:机翼功用、机翼设计、副翼、机翼元件 Abstract: The Wright brothers invented the airplane who said Americans "Each bird is a super pilot, who will fly, who have to imitate the birds," the exposition of the birds flying, made a more detailed observational study, in 1903 successfully invented the world have power, maneuverability of aircraft, aircraft, the world recognized inventor. Aircraft wing structure and mechanism of lift generated by the structure of bird wings and produce lift are basically the same principle. Engine-driven aircraft in forward flight, the flow velocity of the upper and lower wing surface flow is inconsistent, on the wing faster than under the wing surface flow, causing surface air pressure below the wing under the wing surface, so that the wings produce lift, when greater than the gravity lift aircraft flying off the aircraft will be able to. This shows an unusual wing, let's look at what had happened. This paper describes the function of the wing, the wing's design standards and analysis of typical parts of the wing to the wing structure and airfoil theory have a better understanding. Key words: Function of the wing, wing design, flaps, wing components.

飞机结构与工艺及历史发展浅述

https://www.360docs.net/doc/9d12350582.html, 飞机结构与工艺及历史发展浅述 机翼 1.机翼的基本结构元件及受力机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成,现将各个结构元件的作用及受力分述如下: 1.纵向骨架——沿翼展方向安置的构件,包括梁、纵樯和桁条。 (1)梁——最强有力的纵向构件。它承受着全部或大部分的弯矩和剪力。梁的椽条承受由弯矩而产生的正应力;腹板承受剪力。梁的数量一般为一根或两根,也有两根以上的。机翼结构只有一根梁者称为单梁机翼;有两根者称为双梁机翼;两根以上者称为多梁机翼;没有翼梁称为单块式机翼。 翼梁的位置:在双翼及有支撑的机翼上,根据统计,前梁在12~18%翼弦处;后梁在55~70%翼弦处。在悬臂式单翼机上,单梁机翼的梁位于25~40%翼弦处。双梁机翼的前梁在20~30%翼弦处;后梁在50~70%翼弦处。 (2)纵樯——承受由弯矩和扭转而产生的剪力。与梁的区别是椽条较弱,椽条不与机身相连。其长度与翼展相等或仅为翼展的一部分。纵樯通常放置在机翼的前缘或后缘,与机翼上下蒙皮相连,形成一封闭的盒段以承受扭矩。 (3)桁条——承受局部空气力载荷;支持和加强蒙皮;并将翼肋互相连系起来。而且还可以承受由弯曲而产生的正应力。有的机翼为了更加强蒙皮,桁条需要很密,因而导致使用波纹板来代替桁条,或者把桁条与蒙皮作成一体,形成整体壁钣。 2.横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。主要包括普通翼肋和加强翼

肋。 (1)普通翼肋——将纵向骨架和蒙皮连成一个整体;把由蒙皮传来的空气动力载荷传给翼梁;并保证翼剖面之形状。参与一部分机翼结构的受力。 (2)加强翼肋——除了起普通翼肋作用外,还承受集中载荷。 3.蒙皮——它固定在横向和纵向骨架上而形成光滑的表面。 布质蒙皮主要是承受局部空气动力载荷,并把它传给骨架。硬质蒙皮除了上述作用外,还参与结构整体受力。视具体结构的不同,蒙皮可能承受剪应力,也可能还承受正应力。 4.接头——把载荷从一个构件传到另一个构件上去的构件。如机翼与机身的连接、副翼与机翼连接等,均需用接头。机翼接头的形式很多,常见的有耳片式接头,套管式接头、对孔式接头,垫板式和角条式接头等多种。机翼构造的发展在机翼构造的发展过程中,最主要的变化就是维形件和受力件的逐渐合并。 在飞机发展的初期,为了减小重量,完全根据受力件和维形件分开,并且分段地承受载荷的原理来安排机翼的构造。这种构造形式的受力骨架是一个由翼梁、张线及横支柱(或翼肋)所组成的空间桁架系统。它承受所有的弯矩、扭矩和剪力。机翼的表面和机翼的形状是用亚麻的蒙皮和翼肋形成的。所以这种机翼可以叫作构架式机翼。 随着飞机速度的增大,翼载荷的增大,出现了蒙皮承受剪力和部分正应力的梁式机翼。这种机翼构造型式的特点是有强有力的梁,以及光滑的硬质蒙皮,这种机翼的蒙皮是金属铆接结构,为现在飞机所广泛采用。它的翼梁腹板承受剪力,蒙皮和腹板组成的盒段承受扭矩,蒙皮也参与翼梁椽条的承受弯矩的作用。但是梁式机翼的蒙皮较薄,桁条也较少,有的机翼的桁条还是分段断开的,有的甚至没有桁条。因此梁式机翼蒙皮承受由弯矩引起的拉压作用不大。 飞机场速度进一步增大,为保持机翼有足够的局部刚度和抗扭刚度,需要加厚蒙皮和增多桁条。这样,由厚蒙皮和桁条组成的壁钣已经能够承担大部分弯矩,因而梁的椽条可以减弱,直至变为纵樯,于是就发展成为

飞机机翼原理

飞机机翼原理与功能图文详解 机翼各翼面的位置图 图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出 机翼的基本概念 机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。 相关名词解释: 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型 前缘:翼型最前面的一点。 后缘:翼型最后面的一点。 翼弦:前缘与后缘的连线。 弦长:前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 迎角(Angle of attack) :机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身

轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理,向下垂时的角度就叫下反角。 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。 机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。 上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。 中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上; 下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。 机翼在使飞机升空飞行中的重要作用 飞机在飞行过程中受到四种作用力: 升力----由机翼产生的向上作用力 重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生 推力----由发动机产生的向前作用力 阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。 由此可见,机翼的主要功用就是产生升力,以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢? 首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起,前面名词解释已提到,机翼横断面(横向剖面)的形状称为翼型,机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看,机翼顶部弯曲,而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。

波音777飞机的机翼结构分析

波音777飞机的机翼结构分析 机翼设计 波音777飞机的机翼是在改进757和767设计的基础上,将777增加了机翼的长度及厚度。这种先进的机翼提高了飞机的巡航速度,增加了飞机的爬升能力和飞行高度,并且能在许多高海拔和炎热地区满载乘客和货物起降。 加仑(117335升),777-200LR环球飞机的载油量为53440加仑(202287升)。 在航空公司的协助下,波音把777的翼展加大到了199英尺11英寸(60.9 米),优化了机翼的性能。

777-200LR和777-300ER的机翼加装了6.5英尺长的斜削式翼尖,提高了机翼的整体气动性能。斜削式翼尖有助于缩短起飞滑行距离、提高爬升性能并降低油耗。 材料 777的几款机型采用了重量轻、成本低的新型结构材料。例如,在机翼上部蒙皮和桁条采用经过改进的7055铝合金,这种材料比其它合金具有更大的抗压强度,能减轻重量,抗腐蚀性和疲劳强度也有所提高。 在 777飞机上,重量更轻的先进复合材料开发和生产取得了明显进展。在垂直和水平尾翼上采用了碳纤维增强型树脂材料。客舱的地板横梁也是由这些先进复合材料制成的。 复合材料还被用于整流罩等辅助结构上。复合材料(包括树脂和粘结剂)占777飞机结构重量的9%,而在其它波音喷气机上约为3%。 波音公司的方案是采用71.30米的加长型机翼,新机翼的翼展将比波音747-8飞机的宽3.05米。另一项新工艺是将原来的金属机翼改为碳纤维增强复合材料机翼。较大的翼展将提高波音777-8X/-9X的升力,复合材料机翼在增加强度的同时也降低了新机型的空重。波音公司初步估计,在航程小于14800千米/时,波音777-9X飞机的最大起飞重量至少能达到753000磅(约342吨)。这将有效地稳固该系列飞机的市场竞争力,并在上述航程区间内保持对现有机型的载运能力的领先优势。 波音777X项目将采用新型碳纤维复合材料制造的机翼,这也包含3中方案:翼展71.1米加后掠式小翼(raked wingtip)、65米翼展加融合式翼梢小翼(blended winglets)、68.6米翼展架融合式翼梢小翼。 碳纤维复合材料机翼可以使机翼面积较波音777-300ER及-200LR增加约10%,从而降低进近时的速度并减少噪音。 如果采用71.1米的翼展,那么波音777对应的机场飞行区等级将由E提高到F,也就是波音747-8及空中客车A380的使用等级。 777飞机的机翼是迄今为止亚音速民用飞机中气动效率最高的。在改进757

机翼结构的修理

实习培训报告 —机翼结构的修理 【摘要】 本论文主要阐述了飞机翼梁的组成结构及修理方法。由于机翼是由蒙皮、长桁、翼梁、翼肋等构件组成,并在机翼中所发挥着独特的作用,所以我们对机翼上的蒙皮、长桁、翼梁、翼肋应该不只是要明白它的结构和布置,还应清楚它们的修理方法。从而在机翼出现故障后,能按照适当的修理方法,准确无误地对机翼结构进行修理,以保证机翼能在飞机上发挥其应有的独特性能。 关键词飞机蒙皮长桁翼梁翼肋修理

目录 引言 .................................................................................................................................................... 1 机翼结构的修理要求............................................................................................................. 2 皮的修理 ................................................................................................................................ 2.1 长桁间损伤蒙皮的修理 ........................................................................................................ 2.1.1 内部补贴加强 ........................................................................................................................ 2.1.2 蒙皮镶平修理......................................................................................................................... 2.2 长桁处损伤蒙皮的修理 ........................................................................................................ 2.3 机翼前缘蒙皮的修理 ............................................................................................................ 2.3.1 圆形镶平补片 ........................................................................................................................ 2.3.2 矩形镶平补片 ........................................................................................................................ 3 机翼长桁的修理..................................................................................................................... 3.1 长桁的补贴修理 .................................................................................................................... 3.2 长桁的挖补修理 .................................................................................................................... 3.3 长桁的切割修理 .................................................................................................................... 3.3.1 “L”型长桁的切割修理..................................................................................... 3.3.2 “Z”型长桁的切割修理..................................................................................... 3.3.3 “J”型长桁的切割修理 ..................................................................................... 3.3.4 “T”型长桁的切割修理..................................................................................... 4 机翼翼梁的修理......................................................................................................................... 4.1 缘条的贴补修理............................................................................................................. 4.2 翼梁腹板的修理............................................................................................................. 4.2.1腹板裂纹的修理........................................................................................................................ 4.2.2 腹板孔洞的修理................................................................................................. 4.2.3 腹板切割修理..................................................................................................... 5 机翼翼肋的修理......................................................................................................................... 5.1 翼肋弯边损伤的修理..................................................................................................... 5.1.1 翼肋弯边腐蚀损伤的修理................................................................................. 5.1.2 翼肋弯边裂纹损伤的修理................................................................................. 5.2 翼肋腹板的修理............................................................................................................. 5.2.1 损伤不能矫形的修理......................................................................................... 5.2.2 局部切割换新的修理......................................................................................... 6 机翼后缘蒙皮的修理................................................................................................................. 结束语 ................................................................................................................................................ 参考文献.............................................................................................................................................

基于机翼的结构优化设计

基于机翼的结构优化设计 摘要 结构优化设计是一门与数学有重要联系的学科,它可以使设计方案向着改善的方向发展,在这门学科中可以利用数学特性可以使得计算过程简化。这门学科具有相当深厚的工程背景。飞行器结构优化在飞行器减重方面有重大成效,而飞行器减重是飞行器设计中核心问题。本文就一架小型飞机机翼的优化设计为例,简单介绍了结构优化设计中的基本概念以及计算方法。 关键字结构优化设计飞行器机翼 一、结构优化设计的定义与步骤 优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门学科,也是一项新技术和新的设计方法。它是将最优化原理和计算机技术应用与设计领域,为工程设计提供一门重要的科学设计方法。利用这种方法,人们就可以从众多的设计方案中寻找出最佳设计方案,从而大大提高设计效率和质量[1]。目前,最优化方法已在工程技术、自动控制、系统工程、经济计划、企业管理等领域获得了广泛的应用。 这学期我学习了“结构优化设计”这门课,在这门课上我学习了许多基本的结构优化设计概念与方法如拉格朗日乘子法、应力比例因子法等等,了解到了作为一项设计不仅要求方案可行、合理,而且应该是某些指标达到最优的理想方案。这半学期的学习对于我的专业知识架构有着极大的影响,对我将来的学习大有裨益。 “设计”一词本身就包含了“优化”的概念,在传统的结构优化设计中,设计者要根据设计要求和实践经验,去创造合适的设计方案,再进行强度、刚度和稳定性的校核计算,已验证可行性[2]。而在结构优化设计中,力学分析的作用不止是安全校核,而是作为一个积极主动的设计手段。这一点应引起我们的重视。 二、飞行器结构优化设计的定义与步骤 航空器的诞生与发展,不仅极大地改变了人类的生活方式,促进了社会经济繁荣,而且成为了国家综合实力的集中体现。设计一架成功的航空器,需要几十

飞行必备知识:详解飞机机翼原理与功能图文

机翼各翼面的位置图图片说明:上图为机翼各翼面的位置图,民航飞机的机翼各翼面位置一般类似。机翼上各操纵面是左右对称分布,部分由于图片受限未标出 机翼的基本概念 机翼的主要功用是产生升力,以支持飞机在空中飞行;同时也起一定的稳定和操纵作用。是飞机必不可少的部件,在机翼上一般安装有飞机的主操作舵面:副翼,还有辅助操纵机构襟翼、缝翼等。另外,机翼上还可安装发动机、起落架等飞机设备,机翼的主要内部空间经密封后,作为存储燃油的油箱之用。 相关名词解释: 翼型:飞机机翼具有独特的剖面,其横断面(横向剖面)的形状称为翼型,称为翼型 前缘:翼型最前面的一点。后缘:翼型最后面的一点。翼弦:前缘与后缘的连线。弦长:前后缘的距离称为弦长。如果机翼平面形状不是长方形,一般在参数计算时采用制造商指定位置的弦长或平均弦长 迎角(Angleofattack):机翼的前进方向(相当与气流的方向)和翼弦(与机身轴线不同)的夹角叫迎角,也称为攻角,它是确定机翼在气流中姿态的基准。 翼展:飞机机翼左右翼尖间的直线距离。 展弦比:机翼的翼展与弦长之比值。用以表现机翼相对的展张程度。 上(下)反角:机翼装在机身上的角度,即机翼与水平面所成的角度。从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼翼尖向上翘的角度。同理,向下垂时的角度就叫下反角。 上(中、下)单翼:目前大型民航飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位把飞机分为上(中、下)单翼飞机也有称作高、中、低单翼。机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部的为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。 上单翼的飞机一般为运输机与水上飞机,由于高度问题,此时起落架等装置一般就不安装在机翼上,而改在机身上,使用上单翼的飞机一般采用下反角的安装。中单翼因翼梁与机身难以协调,几乎只存在理论上;下单翼的飞机是目前民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架,进行维护工作,使用下单翼的飞机一般采用上反角的安装。 机翼在使飞机升空飞行中的重要作用 飞机在飞行过程中受到四种作用力: 升力----由机翼产生的向上作用力重力----与升力相反的向下作用力,由飞机及其运载的人员、货物、设备的重量产生推力----由发动机产生的向前作用力阻力----由空气阻力产生的向后作用力,能使飞机减速。 由此可见,机翼的主要功用就是产生升力,以支持飞机在空中飞行。它为什么能产生升力呢?首先要从飞机机翼具有独特的剖面说起,前面名词解释已提到,机翼横断面(横向剖面)的形状称为翼型,机翼剖面的集合特性与机翼的空气动力有密切的关系。从侧面看,机翼顶部弯曲,而底部相对较平。机翼在空气中穿过将气流分隔开来。一部分空气从机翼上方流过,另一部分从下方流过。 空气的流动在日常生活中是看不见的,但低速气流的流动却与水流有较大的相似性。日常的生活经验告诉我们,当水流以一个相对稳定的流量流过河床时,在河面较宽的地方流速慢,在河面较窄的地方流速快。流过机翼的气流与河床中的流水类似,由于机翼一般是不对称的,上表面比较凸,而下表面比较平,流过机翼上表面的气流就类似于较窄地方的流水,流速较快,而流过机翼下表面的气流正好相反,类似于较宽地方的流水,流速较上表面的气流慢。根据流体力学的基本原理,流动慢的大气压强较大,而流动快的大气压强较小,这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高,换一句话说,就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大,二者的压力差便形成了飞机的升力。

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