飞机的外载荷概述(ppt 36页)

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[交通运输]第2章 飞机的外载荷

[交通运输]第2章  飞机的外载荷


过载系数的实用意义
知道了过载系数ny→P=ny﹒G(CG处)
→各点Psj,Psj=ny﹒Gj 它是飞机设计中很重要的一个原始 参数,与飞行状态机动性密切相关 ny可由过载表测量获得
2.2 不同飞行条件下的过载


2.2.1 水平面内的定常直线飞行 2.2.2 垂直平面内的曲线飞行 2.2.3 水平面内的曲线飞行(正常布局) 2.2.4 最大过载ny max 2.2.5 非质心处质量的过载 2.2.6 突风过载 2.2.7 着陆过载
图2.4 飞行员承 受过载的能力与 过载方向和时Байду номын сангаас 的关系
图2.5 抗过载服系统
1-发动机引来的压缩空 气;2-气滤;3-调压器;4通信号灯;胶囊
图2.6高过载座舱内 的座椅
1-可倾斜座椅;2-后 撑弹簧筒

综合考虑这些因素,飞机设计中一般选取: 一类飞机:如歼击机、强击机,ny=-3~9 二类飞机:可部分完成机动飞行:如战 术轰炸机、多用途飞机,ny=-2~4 三类飞机:不作机动飞行的飞机:如战 略轰炸机、运输机,ny=-1~3
V2 cos gR
2
V2 θ =0° n y 1 gR 8.865
如限制ny≤8,则
V2 1 8 gR
V2 R 1123 .64m 7g
例:飞机以过载ny=-3作曲线飞行,同时使飞机重 心以角加速度αz=3.92rad/s2转动,转动方向如图所 示。若发动机重量GE=1000kg,其重心到全机重心 距离L=3m,发动机绕本身重心的质量惯性矩 Izo=120kg∙s2∙m,求:
V2 n y cos gR
当=0时,ny→max,
nmax

飞机的外载荷PPT实用课件

飞机的外载荷PPT实用课件
何分析。
1 载荷的参照坐标系机体坐标系
2 基本载荷形态及分析
飞机的外载: 重力(G)、升力(Y)、阻力(X)、推力(P)、起落架载荷。
惯性力:质量乘以加速度的负值 质量力:飞机重力G(mg)和惯
性力N(-ma)均与飞机质 量m有关,故统称为质量力。
二 典型飞行情况和过载
1 俯冲拉起:对称面内作曲线机动飞行情况(纵向飞行) 飞机的升力使飞机保持向心曲线运动。
3)实测真实载荷,然后统计分析。
故统称为质量力)与重力的比率。 ① 指定设计规范的意义对飞机设计和研制给出全面要
性力N(-ma)均与飞机质
4)编制结构疲劳载荷谱
人在短时间承受较大过载尚可,特别是正过载。
(应注意质量力与外力方向相反) 多用途机(DY);
e) 设计要求(结构不能有影响功能的永久变形,强度裕度);
⑤当飞机沿x方向有变速运动时,x向惯性力
Nx
maGdv g dt
若俯冲拉起中的曲线运动中,切向是加速运动,则
n x (T X )/G N x G G sin 1 gd d v tsin
⑥ nz= 0(飞机展向变速平移难);nz一般较小,在大机
动飞行中可能出现。
2 过载的概念
过载的实用意义 ① 作为飞机结构设计时重要原始过载; ② n 的大小实际反映了飞机的机动性能; ③ 结合n 和已知的气动力分布,可获得实际作用于结构 上载荷的大小,从而进行设计与校验。 ④ 可通过在飞机重心处安装加速度计来获取。
① 机体坐标系为正向; ② 过载是一矢量,分量用nx、ny、nz表示。
2 过载的概念 过载的物理意义
④3 其设他计飞规行范姿与态设的计①过手载册表是飞示机设了计人作员的用基本于工具飞。 机重心处的外力与飞机重力

飞机的外载荷分解课件

飞机的外载荷分解课件
模拟飞机可能遇到的各种环境条件(如温度、湿度、气压等),以 验证飞机结构的适应性和可靠性。
外载荷测试与验证的实例分析
波音737飞机
波音737飞机在研发过程中进行了大 量的风洞试验、飞行试验和数值模拟 ,以确保其承受外载荷的能力满足设 计要求。
空客A350飞机
空客A350飞机采用了先进的数字化设 计和验证技术,如CFD和FEA,以确 保其外载荷的可靠性和安全性。
外载荷的分类
02
01
03
按来源分类
可分为气动载荷、惯性载荷和重力载荷等。
按影响分类
可分为结构载荷和飞行性能载荷等。
按时间变化分类
可分为静态载荷、动态载荷和瞬态载荷等。
02
飞机外载荷的分解方法
基于飞行阶段的分解
起飞阶段载荷
分析飞机在起飞过程中受到的 空气动力、重力、推力等载荷 ,以及这些载荷对飞机结构的 影响。
数值模拟
利用数值模拟方法预测飞机在不同 飞行条件下的外载荷分布和变化规 律,为优化设计提供依据。
05
飞机外载荷的测试与验证
外载荷测试方法
1 2
风洞试验
在风洞中模拟飞机的飞行状态,测量飞机表面和 周围流场的气动力参数,以评估飞机承受外载荷 的能力。
飞行试验
在实际飞行条件下,通过测量飞机的动态响应和 结构变形,获取飞机承受外载荷的实际情况。
国际化合作
加强国际合作与交流,共同推动外载荷技术的发展,提高全球航 空工业的涌现,外载荷技术将迎来更 加广阔的发展前景。
THANK YOU
感谢聆听
飞机的外载荷分解课件

CONTENCT

• 飞机外载荷概述 • 飞机外载荷的分解方法 • 飞机外载荷的传递路径 • 飞机外载荷的平衡与控制 • 飞机外载荷的测试与验证 • 飞机外载荷的未来发展与挑战

飞机的外载荷文档资料课件

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总结词
详细描述
总结词
分析某型飞机外载荷防护失效的原因和后果,总结经验教训,提出改进措施。
详细描述
某型飞机在服役过程中出现了外载荷防护失效的问题,导致飞机结构损坏、性能下降等严重后果。通过对这一案例的分析,可以深入了解飞机外载荷防护失效的原因和影响因素,总结经验教训,提出有效的改进措施,提高飞机的安全性和可靠性。
总结词:外载荷的来源主要包括大气环境、飞行姿态和飞行动作等,作用机理涉及到空气动力学、材料力学等多个学科领域。
02
飞机外载荷分析
总结词
静态外载荷是指在飞机静止或低速运动时由外部因素产生的载荷,如重力、惯性力等。
详细描述
静态外载荷分析主要考虑飞机在不同姿态下的重力分布,以及飞机起飞、着陆和滑行过程中受到的地面反作用力。这种分析有助于确定飞机在不同状态下的静态稳定性。
05
飞机外载荷研究展望
A
B
C
D
加强实验验证和观测,提高外载荷研究的实际应用价值。
探索外载荷对飞机气动性能的影响,提高飞机性能和安全性。
深入研究外载荷对飞机结构和性能的影响机制,为飞机设计提供更准确的指导。
深化外载荷对飞机结构疲劳寿命影响的研究,提高飞机使用寿命和可靠性。
THANKS感谢观看 Nhomakorabea动态外载荷是指在飞机高速运动时由空气动力、惯性力等产生的载荷。
总结词
动态外载荷分析需要考虑飞机在飞行过程中受到的气动力、发动机推力、空气压缩性效应等,以及由此产生的振动和疲劳载荷。这种分析对于评估飞机结构的耐久性和安全性至关重要。
详细描述
总结词
风洞实验是通过人工控制气流来模拟飞机在真实环境中的飞行状态,以测量和分析外载荷的方法。
总结词

第2章 飞机的外载荷

第2章  飞机的外载荷

2. 飞机的外载荷飞机结构与强度第二章 飞机的外载荷1/602. 飞机的外载荷飞机结构与强度2.1 飞机结构上的主要载荷 2.2 不同飞行状态下的过载 2.3 其他载荷情况 2.4 疲劳载荷 2.5 飞机设计规范简介2/602. 飞机的外载荷飞机结构与强度2.1 飞机结构上的主要载荷飞机在飞行、起飞、着陆、地面维护等使用过程 中,作用在飞机上的外力称为飞机的外载荷。

(1)飞行时的外载荷。

(2)起飞、着陆时的外载荷。

3/602. 飞机的外载荷 机体坐标系飞机结构与强度yzx4/602. 飞机的外载荷 速度坐标系飞机结构与强度5/602. 飞机的外载荷 载荷分类飞机结构与强度1. 质量力Rm ——飞机的质量和加速度相关的力。

惯性 力:如重力,离心力等。

2. 表面力Rf——物体之间直接接触而产生的力。

例: 升力,空气阻力,发动机推力T,地面支反力。

6/602. 飞机的外载荷飞机结构与强度2.1.1 过载的概念定义:飞机所受除重力之外的表面力总和与飞 机重量之比称为过载系数n,简称过载。

n = Rf / G飞行中:n = ( Ra + P ) / G= ( Ra + P + Pk ) / G着陆(起飞)时: n过载,过载系数,载荷系数7/602. 飞机的外载荷 过载在机体坐标系中的分解飞机结构与强度n = nx i + n y j + nz kn=2 2 n x + n y + n z2zyx8/602. 飞机的外载荷飞机结构与强度过载的符号:正过载,负过载。

与机体坐标 系坐标轴方向一致为正,反之为负;通常过载 系数简称为过载。

通常提到过载是指ny。

nx和nz相对较小;飞机 结构x,z方向的强度、刚度较好;主要校核y方 向的过载。

9/602. 飞机的外载荷飞机结构与强度铅垂平面内飞机曲线运动力学方程(速度坐标系) 平衡方程:P cos(α + ϕ ) − X = G sin θ + maτaτ = dV / dt an = V 2 / RR为飞机运动轨迹的曲率半径Y + P sin(α + ϕ ) = G cos θ + man过载值:1 dV P cos(α + ϕ ) − X = sin θ + ⋅ nx = G g dt Y + P sin(α + ϕ ) 1 V2 ny = = cos θ + ⋅ G g R10/60ga n ga n ga m G mR n n y x f +=+===θθτcos sin //G G G2.2 不同飞行条件下的过载∑F x =0 T =X∑F y =0 Y =G0=−=GX T n x 1==GY n y 0=z n z 匀速水平飞行z等速水平倒飞n=1−yR V g n dtdV g n y x 21cos 1sin ⋅+=⋅+=θθ0=θR V g n y 211max ⋅+=时RV g G N Y 2sin ⋅==γGY =γcos γcos 1==G Y n y 测量n y ,可计算γyn 1cos =γ122−=y cir n g V R 盘旋半径:),,,(/12max max 2maxmax max max p V H c f S G V c GY n y H y y ===ρS G p =z机翼静力加载试验z人体承受过载的能力与过载方向和时间的关系服Military fightersPrimary trainersAdvanced trainersLight planesCargo & passenger transportsHeavy bombersz Different kinds of aircraftsg xn n z y y ε±=0g x n n zx x 20ω±=z Aircraft is Rotating after take offS G V V W c n GS V a c n n n n a y y a y y y y yg /2)/(2/20200ρρ±=Δ±=Δ±=z Gust caused by mountainsKS G WV c n n a y y yg /20ρ±= 水平突风远小于垂直突风,引起的水平方向过载可以忽略不计(不大于1.3-1.5)突风还可能引起振动,特别是在重型飞机上引起周期性的载荷,严重时导致共振。

飞机的外载荷

飞机的外载荷

4 飞机设计时最大过载的选取 ② 人对过载的反映: 人在短时间承受较大过载尚可,特别是正过载。较长时间 承受过载能力很差,特别是负过载。 战斗机的过载一般为-3~8;民机则无必要。 ③ 提高人抗过载的能力:抗过载服。 ④ 规范中的过载系数可供选择(飞行包线上给定)。
三 飞行包线、安全系数、设计载荷


增压载荷:气密压舱一个飞行起落中,压力的变化,增压载
荷的变化规律,作用次数等统计; 着陆撞击载荷:一个起落一次撞击,撞击载荷的强度;
1 疲劳载荷 地面滑行载荷:指地面滑行飞机颠簸所受到的载荷,与 飞机跑道的质量、飞机的重量等有关; 发动机动力装置的热反复载荷; 地-空-地循环载荷:飞行地面滑行时的1g载荷变化到空 中飞行的1g载荷,这种均值载荷的变化也是疲劳载荷; 其他:机翼尾流对尾翼的周期性作用
1 俯冲拉起
动平衡关系:(机体坐标系y向)
,表现了运动的变速特征(曲线运动)
G v2 即: Y G cos N y G cos g r Y v2 cos G gr
升力等于G乘上一个系数, 该系数称为过载。 Y v2 ny cos G gr
1 俯冲拉起
故统称为质量力)与重力的比率。
(应注意质量力与外力方向相反)
nG n Gi ③飞机的质量力应当是飞机的各部分质量力之和: i
2 过载的概念 过载的物理意义: ④飞机中的某集中质量 GI=mig ,作用在结构上的质量力为:
Pi nGi 或分量 Piy n y Gi
⑤当飞机沿x方向有变速运动时,x向惯性力:
四 飞机疲劳载荷谱
飞机是一种反复使用的运载工具或作战武器。服役期
内会遇到各种载荷。
设计中,不仅应掌握典型设计状态中的极限载荷及其

《飞机的外载荷》课件

《飞机的外载荷》课件
《飞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的外载荷》PPT课件
在本课件中,我们将探讨飞机的外载荷。了解外载荷的定义、不同类型以及 对飞行的影响,以及如何有效减小其负面影响。
什么是外载荷?
• 外载荷是指作用在飞机外部的力或质量。 • 可以分为重量类、绝对速度类、相对速度类和振动类。
外载荷的计算
计算外载荷需要考虑重心位置的影响以及相关公式。 • 阻力、升力和重心位置计算公式是计算外载荷的关键。
结论
• 外载荷是飞行中不可避免的因素。 • 通过科学优化可以减小外载荷对飞行的影响。 • 进一步研究外载荷对飞机的影响和优化方法是今后发展的方向。
外载荷对飞行的影响
1 稳定性和操纵性
外载荷的变化可能对飞机的稳定性和操纵性产生重要影响。
2 飞行性能
外载荷对飞机的性能,如速度、爬升率和燃油效率,可能产生不利影响。
3 疲劳寿命
外载荷对飞机结构的疲劳寿命可能产生重要影响。
如何减小外载荷对飞行的影响
• 通过外载荷分布的优化,可以减小影响。 • 材料和结构设备的优化也是减小外载荷影响的关键。 • 合理的飞机设计方案也可以帮助降低外载荷对飞行的不利影响。

飞机的外载荷

飞机的外载荷

飞机在下滑终了容许获得的最大速压,
称为最大允许速压(强度限制速压), 用qmax,max表示。
飞机使用过载的大小,标志 着飞机总体受外载荷的严重 程度;而速压的大小,则标 志着飞机表面所承受的局部 气动载荷的严重程度。
Z nz G

什么是飞机的重心过载?什么是飞机升力方 向的过载?

作用在飞机某方向的除重力之外的外载 荷与飞机重量的比值,称为该方向的飞 机重心过载。飞机在升力方向的过载等 于飞机升力与飞机重量的比值.
三、过载的大小





在不同的飞行状态下,飞机重心过载的大小往往不一样。 过载可能大于1、小于1、等于1、等于零甚至是负值,这决 定于曲线飞行时升力的大小和方向。 飞机平飞时,升力等于飞机的重量,ny 等于1; 曲线飞行时,升力经常不等于1。 飞行员柔和推杆使飞机由平飞进入下滑的过程中,升力比飞 机重量稍小一些, y 就小于1; n 当飞机平飞时遇到强大的垂直向下的突风或在垂直平面内做 机动飞行时,驾驶员推杆过猛,升力就会变成负值,ny 也 就变为负值; 当飞机以无升力迎角垂直俯冲时,载荷因数就等于零。
飞机飞行时,作用在飞机上的外载荷有哪些? 做等速直线水平飞行时,各力之间的关系?
飞机飞行时,作用在飞机上的外载荷有:升力、
重力、推力和阻力。Y=G;P=X。抬头力矩等于低 头力矩。
1.2 飞机的过载
1.2.1 飞机重心的过载 一、过载的基本概念 在曲线飞行中,作用于飞机上的升力经 常不等于飞机的重量。为了衡量飞机在某一 飞行状态下受外载荷的严重程度,引出过载 (或称载荷因数)这一概念。
z

z
前面在研究飞机过载时,是把整架飞机当 作一个质点来看待的,因此,计算得到的 过载是指飞机重心处的过载。当飞机绕重 心有角加速度 z (抬头为正)时,飞机各 部位的过载值就会发生改变。
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nx
P X G
nx (P X) G
飞机在Z轴方向的过载等于飞机侧向力(Z)与
飞机重量的比值,即

Z
nz
ny
G
飞机在飞行中,Y轴方向的过载 ny往往较大,
n y 它是飞机结构设计中的主要指标之一,飞机的结构
nx

强度主要取决于Y方向的过载。而其它两个方向的
nZ 过载( nx nz )较小,它们对飞机结构强度
飞机飞行时,作用在飞机上的外载荷有哪些? 做等速直线水平飞行时,各力之间的关系?
飞机飞行时,作用在飞机上的外载荷有:升力、 重力、推力和阻力。Y=G;P=X。抬头力矩等于低 头力矩。
1.2 飞机的过载
1.2.1 飞机重心的过载 一、过载的基本概念
在曲线飞行中,作用于飞机上的升力经 常不等于飞机的重量。为了衡量飞机在某一 飞行状态下受外载荷的严重程度,引出过载 (或称载荷因数)这一概念。
的影响也较小。
什么是飞机的重心过载?什么是飞机升力方 向的过载?
作用在飞机某方向的除重力之外的外载 荷与飞机重量的比值,称为该方向的飞 机重心过载。飞机在升力方向的过载等 于飞机升力与飞机重量的比值.
三、过载的大小
在不同的飞行状态下,飞机重心过载的大小往往不一样。
过载可能大于1、小于1、等于1、等于零甚至是负值,这决
飞机着陆时,由于飞机的垂直下降速度在很短的 时间内降为零,出现很大的负加速度,这将引起 着陆过载。
飞机着陆过载:起落架的实际着陆外载荷与 飞机停放在地面时起落架的
停机载荷之比,即:
ny
plg p0,lg
GNY Yl G
这两处Y方向过载等于重心过载加上附加过载; A处过载大于重心过载,B处过载小于重心过载。
当飞机绕重心有一个抬头的角加速度 z 时,在
机身上某一点 i处,就会产生一个线加速度:
这个附加的线加速度 a yi 将产生一个附加的过载 n i ,即
n ag g x i ni
ay,i g
z xi
z
前面在研究飞机过载时,是把整架飞机当 作一个质点来看待的,因此,计算得到的 过载是指飞机重心处的过载。当飞机绕重
心有角加速度 z (抬头为正)时,飞机各
部位的过载值就会发生改变。
z
在飞机纵轴上,A、B分别为飞机重心前、后两点。 试问,当飞机绕Z轴转动抬头瞬间,这两处Y方向过 载与重心过载的关系?
当驾驶员猛推杆使飞机进入下滑时,为 什么飞机Y方向的过载可能为负值?
驾驶员猛推杆可能使飞机的迎角 减小过大,产生负的升力。
四、过载的意义
过载表示飞机的外载 荷(除重力外)与飞 机 重力的关系。这
种关系用倍数来表示, 是一个相对值。
1.2.2 飞机各部位的局部过载
在研究飞机各部件的载荷时,只知道飞机的 过载是不够的,还必须知道部件的过载。部 件过载是该部件在某一飞行状态中的质量力 与其本身重量的比值。当飞机没有对重心的 角加速度时,部件的过载等于飞机的过载; 当飞机有对重心的角加速度时,飞机重心以 外各部件的过载,等于飞机的过载加上或减 去一个附加过载。
ny
YY GG
二、过载的定义
作用在飞机某方向的除重力之外的外载荷与 飞机重量的比值,称为该方向的飞机重心过 载,用n表示。
飞机在Y轴方向的过载,等于飞机升力(Y) 与飞机重量的比值,即
ny Y G
Z (横轴)
Y (立轴)
飞机重心
X (纵轴)
nx
P X G
飞机在X轴方向的过载等于发动机推力P与 飞机阻力X之差与飞机重量的比值,即
g
yi
zi
i 式中 g--重力加速度。 ninninzgxi 因此,在 点处的局部过载 n i 为
ni nni nzgxi
飞机各部位的局部过载沿 飞机长度是按直线规律变 化的。部件距离飞机的重 心越远,或飞机绕重心转 动的角加速度越大,该部 件的附加过载也越大。只 有当飞机绕重心的角加速 度为零时,飞机上沿纵向 各点处的过载才相等,都 等于飞机重心处的过载。
就变为负值;
当飞机以无升力迎角垂直俯冲时,载荷因数就等于零。
ny 的正、负号与升力的正、负号一致,
而升力的正、负号取决于升力与飞机Y轴 (立轴)的关系。如果升力的方向与Y轴 相同,则取正号;反之则取负号。
飞行中飞机重心处Y方向过载是否 一定等于1,为什么?
飞机的重心过载可能大于 1,也可能小于1,或等于 零,甚至是负值,这取决 于飞行时升力的大小和方 向。
水平飞行
Y(升力)
Y (升力)
P (推力)
X (阻力)
G (重力)
G(重力)
飞机在等速直线水平飞行时的外载荷
什么是飞机的外载荷?着陆时,作 用在飞机上的外载荷有哪些?
飞机在起飞、飞行、着 陆及地面停放等过程中,作 用在飞机上的外力称为飞机 的外载荷。着陆时,作用在 飞机上的外载荷包括重力, 升力,及地面的反作用力。
定于曲线飞行时升力的大小和方向。
飞机平飞时,升力等于飞机的重量,ny 等于1;
曲线飞行时,升力经常不等于1。
飞行员柔和推杆使飞机由平飞进入下滑的过程中,升力比飞
机重量稍小一些,ny 就小于1;
当飞机平飞时遇到强大的垂直向下的突风或在垂直平面内做
机动飞行时,驾驶员推杆过猛,升力就会变成负值,ny 也
当飞机绕Z轴加速转动时,为什么距重 心越远产生的Y方向附加过载值越大?
重心外各点的附加线加速度等于 角加速度与此点到重心距离的乘 积,距离越远,附加线加速度越 大,附加过载就越大。
1.2.3 飞机着陆时的过载
飞机着陆接地时的速度可分解为水平分速和垂 直分速。由于水平分速是在着陆滑跑过程中逐 渐消失的,因此飞机沿水平方向的受力不大; 垂直分速是在飞机与地面相对撞击后很短的时 间内消失的,故飞机沿垂直方向的撞击力较大。 飞机着陆接地时承受的载荷,主要就是作用于 起落架的垂直撞击力。飞机接地时垂直方向的 过载,为作用于起落架上的垂直撞击力与飞机 重量的比值。
第一章 飞机的外载荷
1.1 飞机的载荷
外载荷:飞机在起飞、飞行、着陆及地面停放等过程中, 作用在飞机上的外力
外载荷:空气动力、惯性力以及飞机在着陆、 地面滑行和停机时地面的反作用力
Y0 G
飞机做等速直线水平飞行时,作用在飞机上的外 载荷有:升力Y0、阻力X0、重力G和推(拉)力P0
Y0= G P0 = X0
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