《講翼面結(jié)構(gòu)》PPT課件.ppt

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1、第十三講飛機(jī)結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)北京航空航天大學(xué)1本講內(nèi)容尾翼與操縱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)尾翼與操縱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)全動(dòng)尾翼的設(shè)計(jì)特點(diǎn)尾翼與操縱面功用、設(shè)計(jì)要求尾翼與操縱面的載荷特點(diǎn)操縱面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)安定面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)操縱面的氣動(dòng)補(bǔ)償和氣動(dòng)平衡全動(dòng)尾翼的來由全動(dòng)尾翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全動(dòng)平尾受力分析轉(zhuǎn)軸的位置和布置現(xiàn)場(chǎng)課2§3.11尾翼和操縱面結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)一、尾翼、操縱面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)1、尾翼和副翼的功用和設(shè)計(jì)要求尾翼平尾垂尾水平安定面升降舵垂直安定面方向舵副翼操縱面3副翼和擾流片的功用：用來保證飛機(jī)繞X軸的橫向操縱性和平衡作用；橫向的穩(wěn)定性可以由機(jī)翼的上（下）反角或后

2、掠角來保證。尾翼和副翼的載荷特點(diǎn)平尾的功用：提供氣動(dòng)力，產(chǎn)生力矩，使飛機(jī)獲得繞Z軸的俯仰平衡、穩(wěn)定和操縱性；垂尾的功用：提供氣動(dòng)力，產(chǎn)生力矩，使飛機(jī)獲得繞Y軸的航向平衡、穩(wěn)定和操縱性；4尾翼和操縱面的設(shè)計(jì)主要要求（1）在飛機(jī)所有允許的飛行狀態(tài)中，均能起到足夠的平衡、穩(wěn)定和操縱性作用；（2）為飛機(jī)的機(jī)動(dòng)飛行提供操縱性作用；（3）有足夠的強(qiáng)度、剛度，并且重量盡可能輕；（4）在飛機(jī)允許的飛行速度范圍內(nèi)，不發(fā)生各種形式的振動(dòng)和氣動(dòng)彈性問題。尾翼和副翼的外載荷主要是氣動(dòng)載荷。結(jié)構(gòu)的質(zhì)量載荷較小。由氣動(dòng)載荷引起結(jié)構(gòu)的剪力、彎矩、扭矩。2、尾翼和副翼的載荷特點(diǎn)尾

3、翼和副翼的載荷特點(diǎn)5（1）安定面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：安定面無大開口，其構(gòu)造可以由翼梁、翼肋和帶長(zhǎng)桁的壁板（或整體壁板）組成單塊式翼盒結(jié)構(gòu)；或多梁式翼盒結(jié)構(gòu)（如現(xiàn)代噴氣運(yùn)輸機(jī)）。（2）水平安定面的連接（3）垂直安定面的連接一般都與機(jī)身固定連接。3、安定面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)連接形式固定式：含分段固定和貫穿機(jī)身二種可調(diào)式：貫穿機(jī)身61）操縱面的構(gòu)造和受力分析構(gòu)造特點(diǎn)：?jiǎn)瘟夯蚨嗔航Y(jié)構(gòu)邊界條件：多支點(diǎn)連續(xù)梁載荷傳遞：剪力Q、彎矩M通過懸掛接頭傳給安定面；扭矩Mt傳給操縱搖臂和懸掛接頭2）操縱面懸掛支點(diǎn)的確定操縱面懸掛支點(diǎn)的多少和位置，主要根據(jù)以下幾方面考慮：a）保證使用可靠

4、，舵面受載時(shí)的變形不致引起與安定面相碰或突出安定面外形太多；b）保證在轉(zhuǎn)動(dòng)舵面時(shí)不致卡死；c）操縱面梁的受力特性好一些。4、操縱面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳力分析73）操縱面前緣缺口補(bǔ)強(qiáng)補(bǔ)強(qiáng)原因：懸掛點(diǎn)接頭處的開口破壞了扭矩的傳力路線補(bǔ)強(qiáng)措施：4、操縱面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和傳力分析5、操縱面的氣動(dòng)補(bǔ)償和氣動(dòng)平衡（不講）二、全動(dòng)平尾的設(shè)計(jì)特點(diǎn)全動(dòng)尾翼的設(shè)計(jì)特點(diǎn)全動(dòng)尾翼的來由全動(dòng)尾翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全動(dòng)平尾受力分析轉(zhuǎn)軸的型式和布置8超音速飛機(jī)為滿足操縱要求、平衡要求，需要采用全動(dòng)式尾翼。操縱性要求尾翼效能低機(jī)翼焦點(diǎn)后移，要求尾翼效能高平衡性要求尾翼效能低飛機(jī)焦點(diǎn)后移，要求尾翼效

5、能高1、全動(dòng)尾翼的來由9（1）整體式平尾有梁式結(jié)構(gòu)和單塊式結(jié)構(gòu)。連接方式見右圖全動(dòng)平尾的兩種結(jié)構(gòu)型式分段式整體式（2）分段式平尾平尾外段有梁式和單塊式等結(jié)構(gòu)形式。該平尾的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要在轉(zhuǎn)軸和根部結(jié)構(gòu)（見上圖）兩方面。2、全動(dòng)尾翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10轉(zhuǎn)軸型式斜軸式直軸式平尾后掠角較小平尾后掠角較大根據(jù)尾翼平面形狀3、轉(zhuǎn)軸的型式和布置11轉(zhuǎn)軸型式定軸動(dòng)軸按照轉(zhuǎn)軸與尾翼連接關(guān)系3、轉(zhuǎn)軸的型式和布置動(dòng)軸式：軸與尾翼連成一體；缺點(diǎn)是尾翼的扭轉(zhuǎn)剛度差。定軸式：軸與機(jī)身相連；缺點(diǎn)是機(jī)身側(cè)面開槽，削弱結(jié)構(gòu)較多。12轉(zhuǎn)軸的布置原則1）盡量利用尾翼剖面結(jié)構(gòu)高度增大轉(zhuǎn)軸直徑，

6、提高承載能力，減輕轉(zhuǎn)軸重量；2）盡量減小平尾氣動(dòng)合力對(duì)轉(zhuǎn)軸的力臂，以減小鉸鏈力矩；3）為了有利于防止顫振，轉(zhuǎn)軸應(yīng)放在尾翼重心附近。動(dòng)軸式平尾的受力分析動(dòng)軸式平尾的受力分析動(dòng)軸式平尾的結(jié)構(gòu)（見下圖）4、全動(dòng)平尾受力分析13總結(jié)尾翼平尾垂尾水平安定面、升降舵垂直安定面、方向舵全動(dòng)尾翼的設(shè)計(jì)特點(diǎn)全動(dòng)尾翼的來由全動(dòng)尾翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)全動(dòng)平尾受力分析轉(zhuǎn)軸的型式和布置14退出第十三講結(jié)束15操縱面的邊界條件16操縱面的邊界條件17操縱面前緣缺口補(bǔ)強(qiáng)圖補(bǔ)強(qiáng)措施：(1)可加一對(duì)斜加強(qiáng)肋，與梁構(gòu)成三角架。扭矩由斜肋受彎和缺口段的梁受附加彎矩來傳遞；(2)加一短墻，與缺口

7、兩端的加強(qiáng)肋構(gòu)成一局部閉室。扭矩在缺口段由局部閉室傳遞；(3)對(duì)某些小型低速飛機(jī)，可直接對(duì)梁進(jìn)行局部加強(qiáng)，由梁本身受扭。18氣動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸追N形式19動(dòng)軸式全動(dòng)平尾的結(jié)構(gòu)載荷受力情況20動(dòng)軸式全動(dòng)平尾結(jié)構(gòu)、載荷、受力情況剪力傳遞扭矩傳遞彎矩傳遞N4C21