航空器系统课件：3飞机结构与系统-第二章 2飞行载荷及过载.ppt

1、一、飞机载荷：一、飞机载荷：飞机受到的各种力。飞机受到的各种力。 飞机重力；飞机重力；气动力；气动力；发动机推（拉）力；发动机推（拉）力；地面反作用力；地面反作用力；第四节第四节 飞机的飞行载荷和过载概念飞机的飞行载荷和过载概念2.1 飞机载荷与载荷系数飞机载荷与载荷系数结构强度和结构刚度结构强度和结构刚度 结构强度：结构抵抗破坏的能力。结构强度：结构抵抗破坏的能力。 载荷过大任何结构总可以损坏！载荷过大任何结构总可以损坏！ 结构刚度：结构抵抗变形的能力。结构刚度：结构抵抗变形的能力。 在外载荷作用下任何结构都会变形！在外载荷作用下任何结构都会变形！ 结构强度和结构刚度是衡量飞机结构承结构强度

2、和结构刚度是衡量飞机结构承载能力大小的基本标志。载能力大小的基本标志。飞机在飞行中的升力：飞机在飞行中的升力：212yYCvS二、几种典型飞行状态下的载荷：二、几种典型飞行状态下的载荷：1.飞机平飞载荷飞机平飞载荷 平飞是指飞机做等高、等速的直线飞行。平飞是指飞机做等高、等速的直线飞行。升力：升力：向心力：向心力：结论：结论： 升力随坡度增大而增大，控制坡度可减小结升力随坡度增大而增大，控制坡度可减小结构受力，飞行中不能任意加大坡度转弯。构受力，飞行中不能任意加大坡度转弯。cosYG2sinGvYgR3、飞机水平转弯（盘旋）时的载荷、飞机水平转弯（盘旋）时的载荷4、飞机突风载荷、飞机突风载荷在

3、临界迎角范围内，直线斜率为在临界迎角范围内，直线斜率为 ，升力系数增量升力系数增量升力增量为升力增量为yC0yyCCv2001122yyYCv SCv S 结论：结论： 垂直突风载荷与飞行速度、突风强度成正比。垂直突风载荷与飞行速度、突风强度成正比。二、飞机过载及其意义二、飞机过载及其意义1.1.过载的定义过载的定义 飞机过载指飞机在某种飞行状态下飞机过载指飞机在某种飞行状态下的升力与重力的比值，表示为的升力与重力的比值，表示为 。 飞机所能承受过载的大小是衡量飞飞机所能承受过载的大小是衡量飞机机动性的重要参数。过载越大，飞机机机动性的重要参数。过载越大，飞机的受力越大，为保证飞机的安全，飞机

4、的受力越大，为保证飞机的安全，飞机的过载不能过大。的过载不能过大。 nY G二、飞机过载的实际意义二、飞机过载的实际意义过载，又称载荷因数、载荷系数（过载，又称载荷因数、载荷系数（load factor)；设计过载（设计过载（n设计设计）：设计、审定飞机时规定的最大载荷系）：设计、审定飞机时规定的最大载荷系数；使用过载（数；使用过载（n使用使用）：正常飞行中允许使用的最大载荷系）：正常飞行中允许使用的最大载荷系数，数，n使用使用 n设计设计；安全系数是安全系数是n设计设计与与n使用使用的比值；的比值；飞行手册中给出的数据是飞行手册中给出的数据是n使用使用 ；飞行员应严格按手册规定的速度、坡度等

5、限制来飞行，不飞行员应严格按手册规定的速度、坡度等限制来飞行，不允许飞机过载超过允许飞机过载超过n使用使用，民用运输机主要根据航线突风条件，民用运输机主要根据航线突风条件确定的（即突风过载）；确定的（即突风过载）；人体承受的过载是有限的，并与体态有关。人体承受的过载是有限的，并与体态有关。 三、各种飞行状态下的过载平飞：水平转弯（或盘旋）：垂直突风：1n 1 cosn0112ynCv S G 第五节第五节 飞机的动力装置飞机的动力装置 发动机一般包括引擎和螺旋推进器。发动机一般包括引擎和螺旋推进器。 引擎的主要作用：引擎的主要作用：1. 1.螺旋推进器提供转动的动力螺旋推进器提供转动的动力;

6、;2. 2.产生电力产生电力; ;3. 3.为飞行员和乘客提供热量的来源。为飞行员和乘客提供热量的来源。第六节第六节 载荷与结构型式载荷与结构型式机体（机翼、机身、尾翼）是飞机主要受机体（机翼、机身、尾翼）是飞机主要受力构件；力构件；机体由骨架加蒙皮构成，这种薄壁结构，机体由骨架加蒙皮构成，这种薄壁结构，其强度高、刚度大、重量轻。其强度高、刚度大、重量轻。构件的承载能力有三：足够的强度、刚度构件的承载能力有三：足够的强度、刚度和稳定性。和稳定性。 机体结构在外载荷（外力）作用下产生拉、压、机体结构在外载荷（外力）作用下产生拉、压、弯、剪、扭及其复合变形，结构内对应产生轴力、弯、剪、扭及其复合变

7、形，结构内对应产生轴力、剪力、弯矩与扭矩等抵抗变形的内力。剪力、弯矩与扭矩等抵抗变形的内力。 内力与外载荷平衡。内力与外载荷平衡。 机体结构的强度、刚度和稳定性取决于：机体结构的强度、刚度和稳定性取决于： 一是内力的特点，一是内力的特点， 二是构件的型式及材料。二是构件的型式及材料。力的基本型式与其构件：力的基本型式与其构件： 拉伸与压缩拉伸与压缩-杆件与柱杆件与柱 剪切剪切-板件板件 扭转扭转-轴轴 弯曲弯曲-梁梁 构件材料：构件材料： 第一代为金属、木质、编织物；第一代为金属、木质、编织物； 第二代为纯金属；第二代为纯金属； 第三代为金属和复合材料第三代为金属和复合材料现以机翼为例现以机翼为例飞机强度规范：飞机强度规范： 安全系数安全系数 f = P设计设计 / P使用使用 剩余强度系数剩余强度系数 = P破坏破坏 / P设计设计刚度要求：刚度要求： 静力试验静力试验 动力试验动力试验 飞行试验飞行试验结论：飞行员只要严格按手册规定的速度、坡度等限制来飞结论：飞行员只要严格按手册规定的速度、坡度等限制来飞行，且地勤人员维护好机体，那么现代飞机机体是足够安全行，且地勤人员维护好机体，那么现代飞机机体是足够安全的。的。