nuaa专属：现代飞机结构和系统
机体组成：机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架
飞机的零件、构件通过铆接、螺接、焊接或胶接等连接形式组合起来形成飞机的机翼、机身、尾段等大部件
飞机设计思想的演变：
静强度设计
静强度和刚度设计
静强度、刚度和安全寿命设计
静强度、刚度和损伤容限与经济寿命设计
可靠性设计
按载荷的分布方式分：集中载荷、线分布载荷、面分布载荷和体分布载荷
升力、座舱增压载荷、地面撞击力等对飞机结构影响最大
过载n：作用于飞机某方向的除重力之外其他外载荷与飞机重力的比值，一般称为该方向的飞机重心过载，也可简称为飞机过载
过载取决于曲线飞行时升力的大小和方向。飞机平飞时，升力等于飞机的重力, ny等于1；曲线飞行时, ny常常不等于1。
驾驶员柔和推杆使飞机平飞进人下滑的过程中, 升力比飞机重力稍小一些, 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作机动飞行时，驾驶员推杆过猛, 升力就可能会变成负值, ny也就变为负值
当飞机以无升力迎角垂直俯冲时, 载荷系数就等于零
飞机小速度飞行时：迎角较大，机翼上表面受吸力，下表面受压力
飞机大速度飞行时： 迎角较小，对采用双凸翼型的机翼来说，除受前缘很大压力外，上、下表面要受很大吸引力
翼型越接近对称形状，机翼上、下表面的局部气动载荷就越大
飞机飞行的动力学方程：P+Gsinθ-X=ma_τ=mdv/dt
a_τ为飞机线加速度；v为飞机的线速度，r为曲线飞行的瞬时半径
Y-Gcosθ=m v^2/r
坡度：飞机水平转弯或在空中作水平盘旋时，具有一定的倾斜角
飞机的动力学方程：Ycosβ=G-Y sin〖β=ma_n 〗=m v^2/R
突风过载（垂直的影响大）：遇到突风时，飞机会发生颠簸，此时飞机所受的过载很大
⑴载荷按 作用方式 分：集中载荷、分布载荷
集中载荷：作用区域相对于构件的尺寸来说很小，可以简化为集中作用于一点的载荷
分布载荷：作用区域相对于构件尺寸来说不可忽略，一般作用在一个体积、面积或长度上的载荷
⑵载荷作用于构件的性质不同分：静载荷、动载荷
❶静载荷：载荷从零逐渐加载到构件上去的，或者载荷加到构件上后，大小和方向不变或变化很小
eg：飞机停放时起落架所承受的载荷
❷动载荷：载荷突然加到构件上去的，或者载荷加到构件上后，大小和方向随时间有显著变化
eg：飞机着陆时起落架所受到的地面冲击力、飞机增压座舱的余压飞行过程变化
弹性变形：载荷去掉后即能消失的变形
永久变形：载荷去掉后不能消失的变形
基本的五种变形：拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲
正应力：应力矢量在截面法向的分量
剪应力：应力矢量在截面切向的分量
构件强度：构件在外力作用下，抵抗破坏（或断裂）的能力
构件刚度： 抵抗变形
稳定性：构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力
失稳：细长杆和薄壁结构受压后易突然失去原有平衡形式的现象
构件必须具有足够的：强度、刚度和稳定性
飞机结构承受的应力分：
拉伸应力
压缩应力
扭转应力（扭矩）
剪切应力
弯曲应力（弯矩）
空中飞行时作用在机翼外部载荷有：
空气动力
机翼结构质量力
部件的质量力
装置的推力或拉力
机翼受两种类型的外载荷：
空气动力为主，包括机翼结构质量力的分布载荷
各连接点传来的集中载荷
机翼的组成：翼梁、翼墙、桁条、翼肋、蒙皮
翼梁：缘条、腹板加强支柱等构成
翼墙：较弱的缘条和腹板组成
机翼外形的基本构件：翼肋、蒙皮
桁条：保持机翼的外形
剪力Q：使截面外端垂直向上移动
弯矩：使机翼产生弯曲变形
扭矩：
机翼结构形式：
布质蒙皮机翼
梁式机翼（现代飞机广泛采用）
❶双梁式机翼
❷单梁机翼
❸多梁（多墙）式机翼
多腹板式机翼
单块式机翼（现代运输飞机多采用的）
夹芯结构机翼
P31 表1-3 梁式、单块式机翼的受力特点
机翼形式 剪力 弯矩 扭矩
梁式 翼梁腹板 翼梁缘条 蒙皮与翼梁腹板的盒段
单块式 翼梁腹板 翼梁缘条、桁条、蒙皮组成壁板 蒙皮与翼梁腹板的盒断
翼梁的功用：承受机翼的部分或全部弯矩和剪力
现代飞机机翼一般都采用：腹板式金属翼梁
桁条功用：
支持蒙皮，防止它在承受局部空气动力时产生过大的局部变形，并与蒙皮在一起把局部空气动力传给翼肋
提高蒙皮的抗剪和抗压稳定性，使它能够更好地承受机翼的扭矩和弯矩
与蒙皮一起承受由弯矩引起的轴向力
翼肋按 功用 分：普通翼肋、加强翼肋
普通翼肋的功用：
构成并保持规定的翼型
把蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传递给翼梁腹板，把局部空气动力形成的扭矩通过铆钉以剪流的形式传给蒙皮
支持蒙皮、桁条、翼梁腹板，提高他们的稳定性
加强翼肋的功用：包含以上三个
承受和传递较大的集中载荷
在开口边缘处的加强翼肋则要把扭矩集中起来传给翼梁
P47 图1-63
后掠翼相对于平直翼的优点：
推迟了机翼上激波的产生
当产生激波时可以减弱激波的强度
降低飞行阻力，节省燃油
增升装置的功能：
提高飞机在低速大迎角状态的气动性能
提高飞机的最大升力系数CLmax
减小大迎角下的失速速度
在飞机起飞着陆阶段保证飞行安全，缩短滑跑距离
副翼分为：全速副翼、外侧副翼
全速副翼：飞机在任何速度飞行都会用到，防止高速飞行时横滚操纵不稳定
外侧副翼：一般只用在飞机低速飞行时，保证低速情况横滚操纵有足够的效率
襟副翼：飞机在起降阶段为了增大低速状态的升力，使副翼和襟翼一样同向下偏
机身（机身质量占全机重量的40%～50%）的主要功用：固定机翼、尾翼、起落架等部件，使之连成一个整体，并装载人员、货物、燃油及各种设备
机身与机翼的受力特点比较
机翼成熟的载荷主要是在其上分布的空气动力，而机身承受的载荷主要是各个部件传来的集中载荷
机翼沿水平方向的抗弯刚度很大而载荷较小
机身结构形式：
桁架式机身
硬壳式机身
桁粱式机身
桁条式机身
液压传动原理：基于帕斯卡原理，施加在密闭容器内液体任一部分的压力（压强），必然按其原来的大小向各个方向传递，并垂直作用于封闭容器的内壁
液压传动功率的大小取决于：系统的工作压力（即油液压力）、流量
液压系统的分类：
按 液压元件的功能 划分
动力元件
执行元件
控制调节元件
辅助元件
按 组成系统的分系统功能 划分
① 液压
液压源系统工作系统（或用压系统、液压操作系统）
确保液压油中不含气泡，否则可压缩性显著增大，传动迟缓，甚至造成液压系统故障
黏度对液压系统的影响：
黏度过大：
❶过大的流动阻力
❷传动动作慢，功率损失大，液压泵吸油困难
② 黏度过小：
❶液压系统密封效果差，泄漏增加
❷容积效率（即液压泵的实际输出流量与其理论流量之比）降低，功率损失增加，同时使系统润滑效果变差，导致运动部件的磨损加剧和负荷加重
衡量抗燃性的指标：闪点、燃点
闪点：此温度下，液体能产生足够的蒸汽，在特定条件下以一个微小的火焰接近们时，在油液表面上的任何一点都会出现火焰闪光的现象，但不能持续燃烧
燃点：油液所达到的某一温度，在火焰点燃的情况下油液能连续燃烧5s
压力损失：
油液沿等直径管件流动时，由于油液内、外摩擦力所引起的压力损失，称为沿程压力损失
油液流经局部障碍（如弯头、接头、管道截面突然扩大或收缩）时，由于液流的方向和速度的突然变化，在局部形成漩涡引起油液质点间、质点与固体壁面间相互碰撞和剧烈摩擦而产生的压力损失称之为局部压力损失
气塞：气穴严重时导致供油流量显著下降，断断续续甚至基本中断
气穴：因油液压力降低而产生气泡的现象
液压冲击：液压系统在突然打开、关闭、变速或换向时，由于流动液体和运动部件惯性作用，导致其动能向压力能的瞬间转变，使系统内顺时形成很高的峰值压力的现象
减小液压冲击的措施：
减慢阀门关闭速度或减小冲击波传播距离
限制管道中油液流速
用橡胶软管或在冲击源处设置蓄能器
在易发生液压冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀
液压油的种类：
植物基液压油（老式飞机）：蓝色 特性：易燃，防火性能不好
矿物基液压油（减震支柱）：红色 特性：润滑性能好、无腐蚀、不导电、成本低
磷酸脂基液压油（用于现代飞机的液压系统）：浅紫色 特性：Ⅳ型：较好的低温工作特性和低腐蚀性（主要用于现代大型民用运输机） Ⅴ型：航空液压油热稳定性好
液压泵将外部能源（发动机、电动机、空气动力、人力等）输出的机械能转换为工作介质的压力能
齿轮泵（定量泵）适用于中低压系统
柱塞泵一般为变量泵，适用于高压系统
现代大中型客机液压系统多采用斜盘式轴向柱塞泵
液压执行元件分为：
往复式运动型（如作动筒）：液压能转换成直线往复运动机械能的液压元件
旋转运动型（如液压马达）：液压能转换成旋转形式机械能的液压元件
现代民航飞机的后缘襟翼、前缘装置和水平安定面等操纵舵面一般由液压马达驱动
液压控制元件主要用于控制液压油的方向、压力和流量
液压辅助元件主要作用：
补充因泄露或蒸发而损失的油液
补偿热胀冷缩效应
油量需求的改变
油量消耗和损失
液压油箱的作用：存储液压油，补充因泄漏或蒸发而损失的油液
