第12讲—翼面结构(7)

第12讲—翼面结构(7)第十二讲飞机结构分析与设计本讲内容机翼增升装置种类前缘增升装置后缘增升装置前缘缝翼、襟翼、克鲁格襟翼襟片、襟翼、减速板和扰流片尾翼平尾垂尾水平安定面、升降舵垂直安定面、方向舵全动尾翼的设计特点全动尾翼的来由全动尾翼的结构特点全动平尾受力分析转轴的型式和布置§4.13机翼前、后缘增升装置简介和尾翼、操纵面的结构设计特点一、机翼增升装置简介机翼增升装置的种类前缘增升装置后缘增升装置前缘缝翼前缘襟翼克鲁格襟翼襟片襟翼减速板和扰流片各类前后缘增升装置增升装置的布置前缘增升装置一般布置在弦线最前面的10%~15%弦长区域内。...

第十二讲飞机结构分析与设计本讲内容机翼增升装置种类前缘增升装置后缘增升装置前缘缝翼、襟翼、克鲁格襟翼襟片、襟翼、减速板和扰流片尾翼平尾垂尾水平安定面、升降舵垂直安定面、方向舵全动尾翼的设计特点全动尾翼的来由全动尾翼的结构特点全动平尾受力分析转轴的型式和布置§4.13机翼前、后缘增升装置简介和尾翼、操纵面的结构设计特点一、机翼增升装置简介机翼增升装置的种类前缘增升装置后缘增升装置前缘缝翼前缘襟翼克鲁格襟翼襟片襟翼减速板和扰流片各类前后缘增升装置增升装置的布置前缘增升装置一般布置在弦线最前面的10%~15%弦长区域内。后缘增升装置一般布置在65%~75%弦长之后的25%~35%弦长范围内。1、机翼前缘增升装置前缘缝翼前缘增升装置的作用：用于延迟机翼绕流在大迎角上的分离时间，并因此而增大升力系数值。作用：在飞行中放下时，前缘缝翼和机翼前部间形成了特形缝，能保证在大迎角下有更稳定的绕流位置：位于机翼前部的机翼特型活动部分结构：均由大梁、桁条、肋、隔板、蒙皮、导轨滑板，以及固定螺杆收放装置和导轨的支臂组成克鲁格襟翼作用：它与后掠翼上的前缘缝翼结合使用以防止飞机进入过失速攻角位置：安装在机翼根部的前端作用：前缘襟翼给出的Cyamax比前缘缝翼的小位置：应用在机翼相对厚度小、前缘薄、难以布置增升机构的飞机上前缘襟翼2、机翼后缘增升装置作用：用以增加机翼的升力和阻力位置：位于机翼后缘处机翼的下表面襟片结构：作用：改善机翼的升力特性位置：位于机翼后部，可向下偏转襟翼分类：大致分成四类结构：机翼后缘增升装置二、尾翼、操纵面的结构设计特点尾翼与操纵面的结构设计特点尾翼与操纵面的结构设计特点全动尾翼的设计特点尾翼与操纵面的功用、设计要求尾翼与操纵面的载荷特点操纵面的结构特点安定面的结构特点操纵面的气动补偿和气动平衡全动尾翼的来由全动尾翼的结构特点全动平尾受力分析转轴的位置和布置1、尾翼和副翼的功用和设计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纵面平尾的功用：提供气动力，产生力矩，使飞机获得绕Z轴的俯仰平衡、稳定和操纵性；立尾的功用：提供气动力，产生力矩，使飞机获得绕Y轴的航向平衡、稳定性和操纵性；尾翼和操纵面的设计主要要求（1）在飞行所有允许的飞行状态中，均能起到足够的平衡、稳定和操纵性作用；（2）有足够的强度、刚度，并且重量尽可能轻；（3）在飞机允许的飞行速度范围内，不发生各种形式有害的振动。尾翼和副翼的外载荷主要是气动载荷，结构的质量载荷较小。由气动载荷引起结构的剪力、弯矩、扭矩。副翼和扰流片的功用：用来保证飞机绕X轴的横向操纵性和平衡作用；横向的稳定性可以由机翼的上（下）反角或后掠角来保证。2、尾翼和副翼的载荷特点尾翼和副翼的载荷特点（1）安定面的结构特点：安定面无大开口，其构造可以由翼梁、翼肋和带长桁的壁板（或整体壁板）组成单块式翼盒结构；或多梁式翼盒结构（如现代喷气运输机）。（2）水平安定面的连接（3）垂直安定面的连接一般都与机身固定连接。3、安定面的结构特点连接形式固定式：含分段固定和贯穿机身二种可调式：贯穿机身1）操纵面的构造和受力分析构造特点：单梁或多梁结构边界条件：多支点连续梁载荷传递：剪力Q、弯矩M通过悬挂接头传给安定面；扭矩Mt传给操纵摇臂和悬挂接头2）操纵面悬挂支点的确定操纵面悬挂支点的多少和位置，主要根据以下几方面考虑：a）保证使用可靠，舵面受载时的变形不致引起与安定面相碰或突出安定面外形太多；b）保证在转动舵面时不致卡死；c）操纵面梁的受力特性好一些。4、操纵面的结构特点和传力分析3）操纵面前缘缺口补强补强原因：悬挂点接头处的开口破坏了扭矩的传力路线补强措施：4、操纵面的结构特点和传力分析1）重量平衡原因：防止操纵面颤振措施：使舵面重心位于转轴之前或转轴上，具体办法有：尽量减轻舵面后部重量；在前缘加配重。2）气动补偿气动补偿原因：为了减小操纵面的铰链力矩，从而减少驾驶杆力5、操纵面的气动补偿和气动平衡气动补偿方法：(1)轴式补偿将转轴略微靠后布置，利用转轴前后的气动力对转轴产生方向相反的力矩来抵消一部分转轴后面的气动力力矩，起到补偿作用。优点：构造简单。缺点：操纵面偏转时，两面的气流因前缘缝隙相互沟通，压差小，影响补偿效果。(2)内补偿一般用在副翼上。优点：补偿效率高，不会引起气流扰动。缺点：操纵面偏转角受限制，要经常检查胶布气密性。气动补偿的方法(3)浮动式内补偿是对内补偿方法的改进。但操纵面偏转时，用一四连杆机构使补偿板作上、下平行移动，就不会对舵面的偏转有过分的限制。3）气动平衡气动平衡装置：操纵面后缘的活动调整片可调平尾修正片（固定调整片）三、全动平尾的设计特点全动尾翼的设计特点全动尾翼的来由全动尾翼的结构特点全动平尾受力分析转轴的型式和布置1、全动尾翼的来由超音速飞机为满足操纵要求、平衡要求，需要采用全动式尾翼。操纵性要求尾翼效能低机翼焦点后移，要求尾翼效能高平衡性要求尾翼效能低飞机焦点后移，要求尾翼效能高（1）整体式平尾有梁式结构和单块式结构。连接方式见右图全动平尾的两种结构型式分段式整体式（2）分段式平尾平尾外段有梁式和多腹板式等结构形式。该平尾的结构特点主要在转轴和根部结构（见上图）两方面。2、全动尾翼的结构特点转轴型式斜轴式直轴式平尾后掠角较小平尾后掠角较大根据尾翼平面形状3、转轴的型式和布置转轴应尽量布置在翼面沿弦向的亚音速焦点和超音速焦点之中间转轴型式定轴动轴按照转轴与尾翼的连接关系动轴式：轴与尾翼连成一体；缺点是尾翼的扭转刚度差。定轴式：轴与机身相连；缺点是机身侧面开槽，削弱结构较多。转轴的布置原则1）尽量利用尾翼剖面结构高度增大转轴直径，提高承载能力，减轻转轴重量；2）尽量减小平尾气动合力对转轴的力臂，以减小铰链力矩；3）为了有利于防止颤振，转轴应放在尾翼重心附近。动轴式平尾的受力分析动轴式平尾的受力分析动轴式平尾的结构（见右图）4、全动平尾受力分析总结机翼增升装置种类前缘增升装置后缘增升装置前缘缝翼、襟翼、克鲁格襟翼襟片、襟翼、减速板和扰流片尾翼平尾垂尾水平安定面、升降舵垂直安定面、方向舵全动尾翼的设计特点全动尾翼的来由全动尾翼的结构特点全动平尾受力分析转轴的型式和布置练习题习题1：安定面一般采用什么结构型式？在操纵面悬挂接头固定处，安定面和操纵面的构造一般如何设计？为什么？习题2：转轴式和定轴式两种全动平尾各有什么优、缺点？设计上各有什么特点？退出第十三讲结束机翼前缘增升装置机翼后缘增升装置机翼前缘增升装置构件的结构图克鲁格襟翼前缘襟翼襟片的结构图襟片的结构固定转轴式襟片外伸式襟片MD-82襟翼结构示意图操纵面的边界条件操纵面的边界条件操纵面前缘缺口补强图补强措施：(1)可加一对斜加强肋，与梁构成三角架。扭矩由斜肋受弯和缺口段的梁受附加弯矩来传递；(2)加一短墙，与缺口两端的加强肋构成一局部闭室。扭矩在缺口段由局部闭室传递；(3)对某些小型低速飞机，可直接对梁进行局部加强，由梁本身受扭。气动补偿的几种形式动轴式全动平尾结构受力分析动轴式全动平尾结构受力分析动轴式全动平尾结构受力分析动轴式全动平尾结构受力分析动轴式全动平尾结构受力分析

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