航空航天課件-第五章

1、1 25.1飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和采飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和采用的材料用的材料:一般要求一般要求l空氣動(dòng)力要求空氣動(dòng)力要求 結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足飛行性能所要求的氣動(dòng)外形和表面質(zhì)量結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足飛行性能所要求的氣動(dòng)外形和表面質(zhì)量l重量要求重量要求 在滿足強(qiáng)度、剛度和壽命的條件下重量盡量輕在滿足強(qiáng)度、剛度和壽命的條件下重量盡量輕l使用維護(hù)要求使用維護(hù)要求 結(jié)構(gòu)便于檢查、維護(hù)和修理，易于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和保管結(jié)構(gòu)便于檢查、維護(hù)和修理，易于運(yùn)輸、儲(chǔ)存和保管l工藝和經(jīng)濟(jì)性要求工藝和經(jīng)濟(jì)性要求 在一定生產(chǎn)條件下要求工藝簡單、制造方便、生產(chǎn)周期在一定生產(chǎn)條件下要求工藝簡單、制造方便、生產(chǎn)周期短、成本低短、成本低3使用維修要求典型

2、事故：圖使用維修要求典型事故：圖-1541994年6月6日,中國西北航空公司圖-154型B2610號(hào)飛機(jī)由西安飛往廣州的2303航班，8時(shí)13分從西安咸陽機(jī)場起飛，僅10min，8時(shí)23分,飛機(jī)在空中解體,墜毀在西安市長安縣內(nèi)。機(jī)上人員160名全部遇難。原來飛機(jī)在起飛后就發(fā)生飄擺，兩個(gè)駕駛員都不能保持住飛機(jī)平穩(wěn)并發(fā)出唿唿的響聲；隨即駕駛員采用短時(shí)接通自動(dòng)駕駛儀等方法處理，仍不能奏效。隨后，飛機(jī)出現(xiàn)失速、滾轉(zhuǎn)、急劇下俯，在高度2884m時(shí)飛機(jī)開始空中解體、墜落，成為我國民航一起震驚世界的特別重大飛行事故。 “六.六”空難事故經(jīng)過充分調(diào)查，證明是一起由于維修差錯(cuò)引起的責(zé)任事故。當(dāng)日該飛機(jī)在機(jī)場維修

3、時(shí)，機(jī)務(wù)人員在按規(guī)定更換部件過程中將增穩(wěn)系統(tǒng)的兩個(gè)信號(hào)插頭（側(cè)向和俯仰）相互插錯(cuò)，事后又未能檢查出來，導(dǎo)致操縱性能異常，起飛后產(chǎn)生飄擺，并不能得到抑制，直至最后造成機(jī)毀人亡的重大慘劇。 4其他使用維修要求典型事故其他使用維修要求典型事故l1985年年8月月12日，日航波音日，日航波音747SR飛機(jī)墜毀在群馬縣的一個(gè)山坡上，飛機(jī)墜毀在群馬縣的一個(gè)山坡上，死亡死亡520人，人，4人受傷，是航空事故死亡人數(shù)最多的一次。事后查明其人受傷，是航空事故死亡人數(shù)最多的一次。事后查明其原因是對(duì)該飛機(jī)承壓隔板的修理不當(dāng)，引起強(qiáng)度下降造成的。原因是對(duì)該飛機(jī)承壓隔板的修理不當(dāng)，引起強(qiáng)度下降造成的。 l1988年年1

4、月月18日，我國一架伊爾日，我國一架伊爾-18型飛機(jī)因?yàn)榫S修不當(dāng)，飛行中引起型飛機(jī)因?yàn)榫S修不當(dāng)，飛行中引起電機(jī)起火，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)墜落，使飛機(jī)失控墜落，電機(jī)起火，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)墜落，使飛機(jī)失控墜落，108人全部遇難。人全部遇難。 l2002年年5月月25日，臺(tái)灣華航班機(jī)由臺(tái)北出發(fā)飛往香港，不料卻在當(dāng)天日，臺(tái)灣華航班機(jī)由臺(tái)北出發(fā)飛往香港，不料卻在當(dāng)天下午下午3時(shí)時(shí)28分在澎湖目斗嶼西北方分在澎湖目斗嶼西北方50km左右的海域發(fā)生空難，機(jī)上左右的海域發(fā)生空難，機(jī)上19名機(jī)組人員和名機(jī)組人員和206名乘客全數(shù)罹難。事后查明，空難是因?yàn)椴ㄒ艄久丝腿珨?shù)罹難。事后查明，空難是因?yàn)椴ㄒ艄局圃斓娘w機(jī)存在缺陷及制

5、造的飛機(jī)存在缺陷及“華航華航”維修不當(dāng)所致。維修不當(dāng)所致。 5飛行器結(jié)構(gòu)采用的主要材料飛行器結(jié)構(gòu)采用的主要材料 l對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)材料的要求對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)材料的要求 比強(qiáng)度大、比剛度大；耐高低溫；抗腐蝕、耐老化；抗疲勞性好；易加工，價(jià)格低。l常用的飛行器結(jié)構(gòu)材料常用的飛行器結(jié)構(gòu)材料 鋁合金、鎂合金、鈦合金、合金鋼、復(fù)合材料等；LY12CZ，LC4，30CrMnSiA，1Cr18Ni9Ti復(fù)合材料有諸多的優(yōu)點(diǎn)，是今后發(fā)展的趨勢65.2 航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇的基本構(gòu)造的基本構(gòu)造l氣球一般用薄膜材料制造球體。輕氣球和氦氣球用塑料薄膜， 熱氣球用尼龍、涂膠薄膜。載人氣球通常是在氣

6、球下方安裝吊籃，吊籃中乘坐人員或安放動(dòng)力裝置。 75.2 航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇的基本構(gòu)造的基本構(gòu)造l飛艇通常是流線型囊體，尾部有安定面和操縱面，囊體下部安裝吊艙和動(dòng)力裝置等，動(dòng)力裝置也有安裝在囊體兩側(cè)或尾錐部位的型式。 飛艇囊體有軟式、半硬殼式和硬殼式三種。半硬殼式和硬殼式的囊體由硬式骨架，表面蒙氣囊材料構(gòu)成。85.2 航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇的基本構(gòu)造的基本構(gòu)造95.2 航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇航空器的構(gòu)造：氣球和飛艇的基本構(gòu)造的基本構(gòu)造10飛機(jī)的基本構(gòu)造飛機(jī)的基本構(gòu)造 l飛機(jī)的組成及各部件的功用飛機(jī)的組成及各部件的功用 機(jī)身：提供內(nèi)部裝載

7、空間，是其它部件的安裝基礎(chǔ)。機(jī)翼：主要提供升力，內(nèi)部裝載，作為起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)等其它部件的安裝基礎(chǔ)尾翼：提供平衡氣動(dòng)力，操縱力和力矩起落裝置：飛行器起飛、著陸和停放用的部件操縱系統(tǒng)：控制舵面運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng) 111、機(jī)翼和尾翼、機(jī)翼和尾翼 l（1）作用在機(jī)翼上的外載荷：）作用在機(jī)翼上的外載荷：分布力氣動(dòng)力，重力集中力發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架等的作用力 機(jī)翼上的載荷121、機(jī)翼和尾翼、機(jī)翼和尾翼 l（2）外力在結(jié)構(gòu)中引起的內(nèi)力）外力在結(jié)構(gòu)中引起的內(nèi)力 131、機(jī)翼和尾翼：機(jī)翼骨架結(jié)構(gòu)、機(jī)翼和尾翼：機(jī)翼骨架結(jié)構(gòu) 141、機(jī)翼和尾翼、機(jī)翼和尾翼 l（3）機(jī)翼的受力構(gòu)件）機(jī)翼的受力構(gòu)件縱向骨架翼梁：承受彎矩； 縱墻：承

8、受剪力；桁條：支撐蒙皮，將氣動(dòng)力傳給翼肋。 橫向骨架普通翼肋：維持翼型，把蒙皮和桁條的力傳給翼梁； 加強(qiáng)翼肋：除普通翼肋作用外，承受集中力。 蒙皮：維持氣動(dòng)外形，將氣動(dòng)力傳給桁條和翼肋，與翼梁縱墻的腹板形成閉室承受扭矩 15機(jī)翼的受力構(gòu)件：翼梁機(jī)翼的受力構(gòu)件：翼梁 16機(jī)翼的受力構(gòu)件：桁條機(jī)翼的受力構(gòu)件：桁條各種剖面的桁條17機(jī)翼的受力構(gòu)件：翼肋機(jī)翼的受力構(gòu)件：翼肋 181、機(jī)翼和尾翼、機(jī)翼和尾翼 l（4）機(jī)翼的構(gòu)造形式）機(jī)翼的構(gòu)造形式a）蒙皮骨架式（單梁、雙梁、多梁） b）整體壁板式 c）夾層式 19機(jī)翼的構(gòu)造形式：蒙皮骨架式機(jī)翼的構(gòu)造形式：蒙皮骨架式 20機(jī)翼的構(gòu)造形式：整體壁板式機(jī)翼的構(gòu)

9、造形式：整體壁板式 21機(jī)翼的構(gòu)造形式：夾層式機(jī)翼的構(gòu)造形式：夾層式 22 2、機(jī)身、機(jī)身 l（1）作用在機(jī)身上的外載荷）作用在機(jī)身上的外載荷分布力氣動(dòng)力，重力集中力機(jī)翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、裝載物等的作用力l（2）機(jī)身中的內(nèi)力）機(jī)身中的內(nèi)力 垂直彎矩、水平彎矩、垂直剪力、水平剪力、扭矩l（3）機(jī)身的受力構(gòu)件）機(jī)身的受力構(gòu)件桁梁、桁條、隔框、蒙皮l（4）機(jī)身的構(gòu)造形式）機(jī)身的構(gòu)造形式a）蒙皮骨架式（桁梁式、桁條式和硬殼式） b）整體壁板式 c）夾層式 23機(jī)身的構(gòu)造形式：整體壁板式機(jī)身的構(gòu)造形式：整體壁板式 24機(jī)身的構(gòu)造形式：蒙皮骨架式機(jī)身的構(gòu)造形式：蒙皮骨架式（桁梁式、桁條式和硬殼式）（

10、桁梁式、桁條式和硬殼式） 25 3、起落裝置、起落裝置l功用：起飛、著陸、滑行、停放、 減震、消振l種類：輪式、滑撬式、浮筒式、 滑車式、氣墊式等 26 起落架的種類：輪式起落架的種類：輪式27 起落架的種類：滑撬式（直起落架的種類：滑撬式（直9） 28 起落架的種類：滑撬式起落架的種類：滑撬式 29 起落架的種類：船身式或浮銅式起落架的種類：船身式或浮銅式 30 起落架的種類：船身式或浮銅式起落架的種類：船身式或浮銅式 水轟五31 起落架的種類：滑車式起落架的種類：滑車式水轟五32典型起落架的組成典型起落架的組成 33起落架的布置形式起落架的布置形式 :后三點(diǎn)式后三點(diǎn)式34起落架的布置形式起

11、落架的布置形式 :后三點(diǎn)式后三點(diǎn)式35起落架的布置形式起落架的布置形式 :后三點(diǎn)式后三點(diǎn)式36起落架的布置形式起落架的布置形式 :前三點(diǎn)式前三點(diǎn)式37起落架的布置形式起落架的布置形式 :前三點(diǎn)式前三點(diǎn)式38起落架的布置形式起落架的布置形式 :自行車式自行車式 39 3、起落裝置、起落裝置l前三點(diǎn)式與后三點(diǎn)式起落架性能比較前三點(diǎn)式與后三點(diǎn)式起落架性能比較a）前三點(diǎn)可強(qiáng)力制動(dòng)而無“倒”立危險(xiǎn)b）前三點(diǎn)式具有滑跑穩(wěn)定性c）前三點(diǎn)式機(jī)身軸線基本水平，駕駛員視界好，可安裝噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) d) 但前三點(diǎn)式容易發(fā)生擺振l輔助起落裝置輔助起落裝置a）起飛：增升裝置，起飛助推火箭，彈射裝置b）著陸：減速傘，反推力裝

12、置，攔截索l40輔助起落裝置輔助起落裝置 41輔助起落裝置輔助起落裝置 42輔助起落裝置輔助起落裝置 43輔助起落裝置輔助起落裝置 445.3航天器的構(gòu)造航天器的構(gòu)造 l航天器分為專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)。專用系統(tǒng)因航天器不同而有所區(qū)別，保障系統(tǒng)是保障航天器正常工作所必須的，也是大多數(shù)航天器所相同的。l專用系統(tǒng)專用系統(tǒng)天文望遠(yuǎn)鏡、光譜儀、攝象機(jī)、通信衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器等專用設(shè)備l保障系統(tǒng)保障系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、生命保障系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、姿態(tài)控制系統(tǒng)、軌道控制系統(tǒng)、返回著陸系統(tǒng)。 45衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu) 46衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu) 47衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu) 48衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)衛(wèi)

13、星的基本結(jié)構(gòu) 火星探測器49衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu) 哈博太空望遠(yuǎn)鏡50衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu)衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu) 哈博太空望遠(yuǎn)鏡X射線天文望遠(yuǎn)鏡51載人飛船的基本結(jié)構(gòu)載人飛船的基本結(jié)構(gòu) 哈博太空望遠(yuǎn)鏡X射線天文望遠(yuǎn)鏡“阿波羅”載人宇宙飛船 52載人飛船的基本結(jié)構(gòu)載人飛船的基本結(jié)構(gòu) 哈博太空望遠(yuǎn)鏡X射線天文望遠(yuǎn)鏡“神舟-5”載人宇宙飛船 53載人飛船的基本結(jié)構(gòu)載人飛船的基本結(jié)構(gòu) 哈博太空望遠(yuǎn)鏡X射線天文望遠(yuǎn)鏡“聯(lián)盟號(hào)”宇宙飛船 54航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu) l航天飛機(jī)由軌道器、燃料儲(chǔ)箱和助推火箭組成。除燃料儲(chǔ)箱外，其余是可以重復(fù)使用的。 美國航天飛機(jī)55航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

14、前蘇聯(lián)航天飛機(jī)美國航天飛機(jī)56航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 前蘇聯(lián)航天飛機(jī)57航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu)航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 前蘇聯(lián)航天飛機(jī)58航天飛機(jī)的運(yùn)輸航天飛機(jī)的運(yùn)輸 前蘇聯(lián)航天飛機(jī)59航天飛機(jī)的運(yùn)輸航天飛機(jī)的運(yùn)輸 前蘇聯(lián)航天飛機(jī)60空天飛機(jī)的組成和飛行方式空天飛機(jī)的組成和飛行方式l空天飛機(jī)是能夠象飛機(jī)一樣自己起飛和降落的航天器。l在過渡階段可以先用現(xiàn)有飛機(jī)搭載，實(shí)現(xiàn)水平起飛，多次重復(fù)使用。 美國航天飛機(jī)前蘇聯(lián)構(gòu)想61空天飛機(jī)的組成和飛行方式空天飛機(jī)的組成和飛行方式美國航天飛機(jī)62空天飛機(jī)的組成和飛行方式空天飛機(jī)的組成和飛行方式美國航天飛機(jī)63空間站功用和組成空間站功用和組成 l對(duì)于需要長

15、時(shí)間在空間逗留的工作任務(wù)，空間站提供了可能的環(huán)境。空間站的功用包括：對(duì)地觀測，天文觀測、科學(xué)研究、微重力試驗(yàn)和生產(chǎn)、在軌服務(wù)基地等。 l空間站的結(jié)構(gòu)一般是由按功能劃分的艙段組成，基本組成有：能源艙、工作艙、生活艙、太陽能電池陣，姿態(tài)控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、對(duì)接系統(tǒng)和連接過渡艙等。美國航天飛機(jī)64空間站功用和組成空間站功用和組成 美國航天飛機(jī)和平號(hào)空間站 65空間站功用和組成空間站功用和組成 美國航天飛機(jī)和平號(hào)空間站 阿爾發(fā)國際合作空間站 665.4火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造 l火箭的基本構(gòu)造火箭的基本構(gòu)造 火箭包括：探空火箭和運(yùn)載火箭。探空火箭是在航空器和低軌道衛(wèi)星之間的探測工具。運(yùn)載火箭是

16、發(fā)射航天器的工具。l多級(jí)火箭的組合方式多級(jí)火箭的組合方式 串聯(lián)、并聯(lián)和混合式l多級(jí)火箭的級(jí)間分離方式多級(jí)火箭的級(jí)間分離方式 熱分離和冷分離美國航天飛機(jī)675.4火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造：火箭構(gòu)造火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造：火箭構(gòu)造 l火箭的基本構(gòu)造火箭的基本構(gòu)造 火箭包括：探空火箭和運(yùn)載火箭。探空火箭是在航空器和低軌道衛(wèi)星之間的探測工具。運(yùn)載火箭是發(fā)射航天器的工具。l多級(jí)火箭的組合方式多級(jí)火箭的組合方式 串聯(lián)、并聯(lián)和混合式l多級(jí)火箭的級(jí)間分離方式多級(jí)火箭的級(jí)間分離方式 熱分離和冷分離美國航天飛機(jī)68世界著名火箭世界著名火箭 美國航天飛機(jī)69長征系列火箭長征系列火箭 美國航天飛機(jī)70世界著名火箭世界著名火箭 美國

17、航天飛機(jī)71世界著名火箭世界著名火箭 美國航天飛機(jī)72世界著名火箭世界著名火箭 73世界著名火箭世界著名火箭 74導(dǎo)彈的基本構(gòu)造導(dǎo)彈的基本構(gòu)造 :導(dǎo)彈分類導(dǎo)彈分類l按飛行方式和氣動(dòng)外形分按飛行方式和氣動(dòng)外形分：有翼導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈按作戰(zhàn)分按作戰(zhàn)分：戰(zhàn)略導(dǎo)彈和戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈l按攻擊目標(biāo)分按攻擊目標(biāo)分：反艦導(dǎo)彈，反潛導(dǎo)彈，反坦克導(dǎo)彈，反彈道導(dǎo)彈l按發(fā)射和目標(biāo)位置分按發(fā)射和目標(biāo)位置分：空對(duì)空導(dǎo)彈，空對(duì)地導(dǎo)彈，地對(duì)空導(dǎo)彈，岸對(duì)艦導(dǎo)彈 美國航天飛機(jī)75一、有翼導(dǎo)彈一、有翼導(dǎo)彈 l1、組成和功用、組成和功用戰(zhàn)斗部系統(tǒng)：摧毀目標(biāo)動(dòng)力系統(tǒng)：提供飛行動(dòng)力制導(dǎo)系統(tǒng)：引導(dǎo)控制導(dǎo)彈以一定精度飛向目標(biāo)彈體：裝載設(shè)備、承受載荷、

18、維持外形美國航天飛機(jī)76一、有翼導(dǎo)彈一、有翼導(dǎo)彈 l2、氣動(dòng)外形、氣動(dòng)外形（1）氣動(dòng)布局）氣動(dòng)布局：正常式、鴨式、無尾式、可偏彈翼式l（2）按彈翼周向分布）按彈翼周向分布：平面形， X形，十字形 美國航天飛機(jī)77一、有翼導(dǎo)彈一、有翼導(dǎo)彈 78一、有翼導(dǎo)彈一、有翼導(dǎo)彈 l3、巡航導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈大部分航跡處于“巡航”狀態(tài)的導(dǎo)彈，攻擊距離遠(yuǎn)，一般采用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。 美國航天飛機(jī)79二彈道導(dǎo)彈二彈道導(dǎo)彈 l由于飛行軌跡象炮彈的軌跡，故得名彈道導(dǎo)彈 美國航天飛機(jī)80二彈道導(dǎo)彈二彈道導(dǎo)彈 l1、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈：小于1000公里戰(zhàn)略導(dǎo)彈戰(zhàn)略導(dǎo)彈：近程1000 2000公里，中程2000 5000公里，遠(yuǎn)程5000 8000公里，洲際8000 16000公里l2、多級(jí)導(dǎo)彈級(jí)間分離：熱分離和冷分離、多級(jí)導(dǎo)彈級(jí)間分離：熱分離和冷分離 l 3、彈道導(dǎo)彈的控制：燃