飞机原理与构造简答题答案

1、以双梁式直机翼为例，说明气动载荷是如何传递的。

(18分)（1）蒙皮把气动载荷分别传给长桁和翼肋：蒙皮受气动吸力时，桁条和翼肋通过铆钉受拉对蒙皮提供支反力；蒙皮受气动压力时，蒙皮直接压在桁条和翼肋上，根据作用力与反作用力的原理，蒙皮把外载传递给了翼肋和长桁。

（2）长桁把自身承受的初始气动载荷传给翼肋桁条与翼肋直接用角片（或间接通过蒙皮）相连，此时载荷方向垂直于长桁轴线，翼肋向长桁提供支持。

此时，桁条可以看成支持在翼肋上的多点连续梁，长桁把气动载荷传递给了翼肋。

至此，作用在蒙皮上的气动载荷直接或由长桁间接地全部传给了翼肋。

（3）翼肋把气动载荷转换成了垂直载荷和力矩，并相应的传到了梁腹板和组成封闭翼盒的各元件上（4）翼梁将剪流往根部传递由于梁腹板的抗弯能力比梁的缘条小的多，可略去其承弯能力，因而腹板以平板受剪的形式平衡，并将剪流往根部传递。

最后在根部有机翼—机身对接接头提供垂直方向的支反力来平衡。

（5）蒙皮、腹板承受扭矩。

机翼的第三个总体内力扭矩以蒙皮和腹板受剪的形式，向根部传递，总扭矩到机翼根部应通过加强肋将一圈剪流转换成适合于机翼—机身对接接头承受的一对集中力，再通过接头传给机身。

2、说明双梁式直机翼的普通翼肋的作用。

(10分)（1）用以承受蒙皮传来的局部气动载荷（2）把局部气动载荷转换成适合于主受力盒段各组成元件受力特性的载荷形式（3）然后把它们传到这些主要元件上，向机翼根部传递，并进而通过对接接头传给机身3、比较分析机翼各典型受力型式的结构受力特点。

(20分)（1）梁式机翼：翼梁是主要受力构件，梁式机翼便于开口而不致破坏原来的主要传力路线；机翼、机身通过几个集中接头连接，所以连接简单、方便；主要依靠翼梁承受弯矩（2）单块式机翼：上、下壁板为主要受力构件。

这种机翼比梁式机翼的刚度特性好。

同时，由于结构分散受力，能更好的利用剖面高度，在某些情况下材料利用率较高，重量可能较轻，缺点是不便于大开口。

（3）多腹板式机翼：主要由上、下蒙皮承受弯矩，与梁式、单块式机翼相比，材料分散性更大。

一般来说，多腹板式机翼的刚度大，材料利用率也更好些，然而也存在类似单块式机翼的缺点4、以桁条式机身后段上的一个垂直集中力Pz为例，分析说明载荷是如何传给机身结构，又是如何在机身结构中传递的？(10分)桁条式机身的一个加强隔框和水平尾翼的接头相连接，该加强隔框受到由接头传来的P z力，该框受到P z力后，要有向上移动的趋势，对此桁条起不了直接的限制作用，而由蒙皮通过沿框缘的连接铆钉给隔框以支反剪流q。

q的分布与机身的受力型式，更明确地说，是和该框平面处机身壳体上受正应力面积的分布有关。

对桁条式机身，假设只有桁条承受正应力，而蒙皮只受剪切时，剪流沿周缘按阶梯形分布。

若蒙皮也受正应力，则在两桁条间的剪流值将不是等值，而成曲线分布。

又因为蒙皮与桁条连接，蒙皮因剪流q受剪时将由桁条提供轴向支反剪流平衡，也即蒙皮上的剪流q将在桁条上产生拉、压的轴向力。

作用在框平面内的集中力：（1）由加强框承受该集中载荷（2）加强框将集中力扩散，以剪流的形式传给蒙皮。

（3）剪流在蒙皮中向机身中段传递时，其剪切内力通过蒙皮连续向前传递；而弯曲内力则通过桁条的轴向拉、压力向前传递。

5、阐述飞机起落架减震机构中油气式减震器工作原理。

(12分)依靠压缩空气（冷气）受压时的变形来吸收撞击动能，并利用油液高速流过小孔产生的摩擦发热来消耗动能，吸收能量大而反跳小。

6、对机翼实际结构进行传力分析的基本方法是什么？（10分）(1)对实际结构合理简化,略去次要元件和次要部分.(2)对结构各元件之间的连接关系了解清楚,并合理简化成铰接、固接等集中连接或分散连接的典型连接形式。

（3）从结构的初始外载开始，依次取出各个部分或元件为分离体，按它们各自的受力特性合理简化成典型的受力构件，如盒式梁、平面梁、板、杆等；并根据与该部分结构相连的其他构件的受力特性及它们间的相互连接关系，由静力平衡条件，确定出各级分离体上的外载和支撑力，并画出各构件的内力图。

7、简要说明机翼基本结构元件的受力特性（即每种结构适于承受的载荷）。

（10分）（1）杆：杆只能承受（或传递）沿杆轴向的分布力或集中力。

（2）薄板：适宜承受在板平面内的分布载荷，包括剪流和拉伸应力。

（3）平面板杆结构：适宜承受作用在该平面内的载荷。

（4）平面梁：适于承受梁平面内的载荷。

（5）空间薄壁结构与厚壁筒：经合理安排，可承受空间任意方向的力。

8、自动地形跟随/回避系统的作用是什么？通常分为哪两类，那种隐蔽性更好？（10分）控制军用飞机在超低空（一般指相对高度100m以下的空域）突破敌人防线的飞行，利用地形、地物造成的雷达盲区和杂波反射进行隐蔽，使敌人防空雷达很难发现。

通常分自动地形跟随系统和自动地形跟随/回避系统，自动地形跟随/回避系统隐蔽性更好（飞行航迹为三维的）。

9、机翼中蒙皮的受力功用是什么？（9分）蒙皮起承受气动载荷和维持机翼外形的作用。

在总体受力时，它主要用来承受扭矩引起的剪流；现代高速飞机由于蒙皮较厚，因此还不同程度地以受轴力的形式参与承受机翼的弯矩。

10、机翼中翼肋（普通肋及加强肋）的受力功用是什么？（15分）（1）普通翼肋不参与机翼的总体受力，它的主要功用是承受局部气动载荷和维持剖面形状。

翼肋作为长桁的支点，还承受长桁传来的局部气动载荷，还为防止长桁以及蒙皮受压总体失稳提供横向支撑。

（2）加强肋功用：一是用来承受其他部件传来的集中载荷，将它扩散成分布剪流，传到由梁和蒙皮组成的翼盒上；二是可以将某种形式的分布剪流转换成另一种形式的分布剪流。

11、机翼中翼梁的受力功用是什么？（8分）翼梁的主要功用是承受（或叫传递）机翼的剪力Q和弯矩M。

梁的缘条承受弯矩引起的轴力，腹板承受剪力。

12、机翼中翼梁和纵墙的受力功用是什么？（12分）翼梁的主要功用是承受（或叫传递）机翼的剪力Q和弯矩M。

梁的缘条承受弯矩引起的轴力，腹板承受剪力。

纵墙和翼梁腹板的作用类似。

因为墙本身不能承受弯矩，而只能以受剪板形式受载，所以在梁式机翼，用以承受扭矩引起的剪流。

但在多腹板式机翼中，因蒙皮能承受正应力，可直接向腹板（墙）提供轴向支反剪流，此时腹板将承受由蒙皮直接传来的气动载荷。

13、机翼中长桁的受力功用是什么？（9分）长桁承受局部气动载荷，并对蒙皮起支持作用。

在现代机翼中，长桁一般都参加总体受力，此时它的主要功用是承受机翼弯矩引起的轴向力。

14、对于马赫数大于等于0.8的飞机来说，必须考虑尾翼的颤振问题，为了解决该问题，对尾翼的要求是什么？（9分）对舵面，应尽量使舵面重心靠前，最好能位于铰链轴前面不远处；对安定面，重心也希望靠前一些，且希望扭转刚度尽可能大一些；对于全动平尾，其重心要求类似于舵面，扭转刚度要求类似于安定面。

15、飞机主要结构材料有哪些？各自的用途是什么？①铝合金：蒙皮、梁等主要结构件。

②镁合金：非主要受力构件、起落架刹车轮毂、油管或油箱的零件。

③合金钢：飞机构件有承受大载荷的接头、起落架主梁、导管、仪表零件；发动机构件有压气机轴、压气机叶片、涡轮轴、发动机机匣、环形件、大型壳体和各种齿轮。

④钛合金：发动机压气机部件，部分机身框架(如波音777挡风玻璃框架、主起落架、机身末端和尾喷管)。

④复合材料：机身、机翼蒙皮、梁等零部件。

16、在众多的飞机设计参数中，最主要的参数是什么？飞机主要参数：①飞机的正常起飞重量W0或W T0；②动力装置的海平面净推力T0；③机翼面积S。

17、飞机设计中所谓的全机重量有几种？飞机重量的分类：①空机重量：结构重量+设备重量+推进系统重量；②起飞重量：是否考虑副油箱及燃油重量，分为正常和最大起飞重量。

③飞行重量：正常(50%余油)、最大飞行重量。

④着陆重量：正常(20%余油+50%弹药) 、最大着陆重量。

18、飞机总体布局的具体任务是什么？①对全机的几何外形进行协调和修正；②具体安排飞机内部的各种装载和设备；③合理布置飞机各部件的结构承力系统；④对飞机的重心进行定位，移动机翼和装载来调整重心位置。

19、飞机布局形式的定义及其所包含的内容？定义：飞机几何外形的主要特征及各种装载布置方案的统称。

飞机布局型式的内容：①机翼外形和机翼与机身的相对位置；②尾翼外形及其与机翼、机身的相对位置；③机身形状；④发动机及进气道的数目及安装形式；⑤起落架及其收放型式及位置等。

20、常见的飞机布局形式有哪些？①正常式：水平尾翼位于机翼之后；②鸭式：水平前翼/鸭翼位于机翼之前；③无(平)尾式；没有水平尾翼（包含飞翼式）；④三翼面式：机翼之前有水平前翼，机翼之后有水平尾翼；21、飞机总体设计的任务是什么？①确定飞机的设计要求②确定飞机的布局形式③确定飞机的动力装置④确定飞机的主要参数⑤部件外形参数设计⑥进行飞机的总体布置/部位安排，画出飞机的三面图和总体布置图⑦提出分系统的设计要求⑧对总体方案进行分析，以检验是否满足设计要求22、飞机通用系统按照功能可以分为哪些系统？机电系统、环境控制与生命保障系统、座舱显示系统及其控制和记录设备、武器系统、飞行控制系统等。

23、飞机燃油系统的作用是什么？①在飞机上储存燃油，保证在规定的飞行条件（如飞行高度、飞行姿态）,按照要求的压力和流量连续可靠地向发动机供给燃油；②调整飞机重心，使飞机重心保持在允许范围内；③热管理：用燃油来冷却液压、环境控制和发动机润滑油等系统。

24、何谓GPS系统？GPS系统特点是什么？美国柯林斯公司生产的一种导弹用GPS接收机的精度是多少？GPS系统：就是借助机载无线电设备来测出飞机相对卫星的位置参数，计算出飞机的相对位置的卫星定位系统特点：全天候、全球覆盖、精度高、用户容量不受限制美国柯林斯公司生产的一种导弹用GPS接收机，其精度垂直为15m，水平为10m，速度为0.2m/s。