飞机结构设计习题问题详解

第二章 习题答案

2．飞机由垂直俯冲状态退出，沿半径为r 的圆弧进入水平飞行。若开始退出俯冲的高度H 1＝2000 m ，开始转入水干飞行的高度H 2＝1000 m ，此时飞行速度v ＝720 km/h ，(题图2.3)，求

（1）飞机在2点转入水平飞行时的过载系数n y ； （2）

如果最大允许过载系数为n ymax ＝8，则

为保证攻击的突然性，可采用何种量级的大速度或大机动飞行状态?(即若r 不变，V max 可达多少? 如果V 不变，r min 可为多大

?

解答

（1） 08.5)(8.9)

36001000720(11212

2=-??

+=+==H H gr v G Y n y

（2）

h

km r g n v y /2.94310008.9)18(.).1(max =??-=-=

m n g v r y 1.583)

18(8.9)

36001000720()1(2

2min -??

=-=

3．某飞机的战术、技术要求中规定：该机应能在高度H ＝1000m 处，以速度V=520 Km/h 和V ’＝625km ／h(加力状态)作盘旋半径不小于R ＝690m 和R ’＝680m(加力 状态)的正规盘旋(题图2.4)。求

(1) 该机的最大盘旋角和盘旋过载系数n y ；

(2) 此时机身下方全机重心处挂有炸弹，重G b ＝300kg ，求此时作用在炸弹钩上的载荷大小及方向(1kgf ＝9.8N)。

解答：

（1）

βcos 1

=

=

G Y n y

∑=01X r v m Y 2

sin =β①

∑=01

Y

G Y =βcos ②

由

①与②得

2

=

=gr

v tg β 04.72=β（非加力）

523

.4680

8.9)

36001000625(2

=??=βtg 5.77=β（加力） 6.4cos 1

==

βy n

（2） r v m

N X 2

1

=

6．飞机处于俯冲状态，当它降到H ＝2000m 时(H ρ=0.103kg ／m 3

。)遇到上升气

流的作用(题图2.7)，求此时飞机的n y 。已知飞机重量G=5000kg ，机翼面积S=20

m 2

，5.4=α

y C 。此时的飞行速度V=540 km ／h ，航迹半径r=8.00m ，y 轴与铅垂线

夹角=?600，上升气流速度u ＝10 m ／s ,突风缓和因子K=0.88。

解答：

① 0333.03600100054021

1060cos =??

=

=?v

u tg s

α

91.1=α

② q s KC Y y ??=αα

=221v s KC y ραα

??

=

2

)36001000540(1035.021203.5791.15.488.0??????

?

=3 0.125 KN

③

gr v G

ma G Y 2

60cos ==+

60cos 2G gr v G Y -==

60cos 2G gr v G -

=37

.21050)218008.9)

36001000540(

(32

=??-??G ④

77

.150125

.3037.2-=-

-=--

=G

G G

Y

Y n y

v

u 。

G

Y

7．飞机以过载n y ＝-3作曲线飞行，同时绕飞机重心以角加速度=Z α 3.92rad ／s 2转动,转动方向如(题图2.8)所示。若发动机重量G E ＝1000kg ，发动机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I Z0＝1200 N ·m ·s 2，求 (1) 发动机重心处过载系数n yE

(2) 若发动机悬挂在两个接头上，前(主)接头位于发动机重心处，后接头距发动机重心0.8m ，求此时发动机作用于机身结构接头上的质量载荷(大小、方向)。

解答： （1） ①

3-==

G Y

n yE

② 2.18.93

92.3=?===

=

i i z i i i i i

iy yY G x m G a m G N n α

③

8

.12.13-=+-=+=yr ye yE n n n

（2）

M

N I M z G Z G Z i v i v ?-=-?==4704)92.3(1200α

N l

M N i

v G Z 58808.04704

==

=

重心处（前接头）

KN

KN G n N i yE 18108.11-=?-=?=前

接头作用于发动机的力为y 轴负向 发动机受到的外力向下

后接头 KN N 8.5+=后（y 轴正向）

KN N 88.52-=前

KN N N N 88.2388.51821-=--=+=前前前

以上为发动机接头受的力

发动机作用于机身结构接头上的质量载荷应反向，即

KN N 88.23=前向上

KN N 8.5=后向下

飞机结构设计第三章习题解答

一、 一双粱机翼，外翼传到2＃肋剖面处的总体力分别力剪力Q ＝100 kN(作用在刚心上)，

弯矩M=5×l03 Kn ·m 、扭矩M t = 30 kN ·m 。已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为EI 前＝1010kN ·mm 2、

EI 后＝2×1010kN ·mm 2；前、后闭室平均剖面抗扭刚度为K t 前＝5×108 kN ·mm 2，K t 后＝109 kN ·mm 2。 求：

(1)当L 前＝L 后＝1500 mm 时，Q 、M 、M t 在2#肋剖面如何分配(题图3．2(a))? (2)当L 前＝3000 mm 、L 后＝1500 mm 时，Q 、M 、M t 在此剖面又如何分配(题图 3．2(b))?(计算扭矩分配时，假设不考虑前、后闭室之间和1#肋对前闭室的影响)。

1.

L 前=L 后

（1） Q 的分配 K=2

2EJ L L 前=

L 后

∴ 只与2EJ 有关

Q 1=112K Q K K += 122EJ L [22L （121EJ EJ +）]Q = 112EJ Q EJ EJ += 1

12Q += 0.333Q

= 3330kg = 33.3KN

Q 2= 6670kg = 66.7KN

(2) M 的分配 K=KJ

L ∴ 关系式仍同上

1M = 0.333?5?105 = 1666.7 KN m

M 2= 0.667?5?105 = 3335 KN m

（3） M t 的分配

M t1= 5510t

M += 0.333?3?103 = 0.999?103 kg.m = 10 KN m M t2 = 0.667?3?103 = 2.001?103 kg.m = 20 KNm

2.

L 前

=3000 mm L 后=1500 mm

(1) Q 的分配 K=2

2EJ L

K 1= 2?

()

12

2

103000= 2?12

6

10910

?=2

9?106 = 2?106?0.111

K 2= 2?()12

2

101500= 2?29?106 = 22

2.25??106 = 2?106?0.889

K 1+ K 2 = 2?106 ( 19+1

2.25) = 2?106 ( 0.111+0.889) = 1?2?106

∴ Q 1= 0.111?10000 = 1110kg = 11.1KN Q 2= 8890kg = 88.9KN

（2） M 的分配 K 1 = KJ

L = 12103000= 0.333?109

K 1 = 12

101500Q ?= 1.333?109 K 1+ K 2 = 1.666?109

1M = 0.333

1.666?5?105 = 0.1999?5?105 = 0.2?5?105 = 105 kg m = 1000 KN m 2M = 4?105 kg m = 4000 KN m

（3） M t 的分配

K 1=105103000?=1.667?107 K 2=10

10101500?=6.667?107 K 1+ K 2 = 8.334?107