超轻型飞机设计

沈阳航空航天大学

飞机构造学结课大作业

------超轻型飞机设计说明书

指导教师：邓忠林

学院：航空航天工程学部

专业：飞行器制造工程

学号：20

班级：

姓名：马振宇

目录

一.轻型飞机总体外形设计

二. 机翼结构设计

三. 起落架的构造设计

四. 机身的构造设计

五. 尾翼的构造设计

六. 设计体会

七. 参考文献

超轻型飞机设计说明书

一.超轻型飞机总体外形设计

飞机采用上单翼.正常式尾翼.以及前三点固定式起落架，机翼和尾翼骨架是由铝管制成的，机身座舱骨架是由航空钢管焊接而成，外覆合成纤维布的航空蒙布，结构简单，重量轻，造价低廉。

二.机翼结构设计

1.机翼的功用

由于超轻型飞机飞行速度较低，且发动机提供的动力有限，此时我们要求机翼产生的动力要大，且自身重量要小。速度慢，所以减小阻力就显得次要，首先应排除其他因素，简单的认为机翼面积和升力成正比，相同面积的矩形和平行四边形或梯形，平行四边形和梯形的周长都要长一些，这样就会带来更多的结构重量，降低飞机的飞行效率，故机翼应采用矩形机翼。从成本讲，矩形机翼的设计也更简单，如每个翼缘结构都是相同的，只要设计出一个就可以。且使用的材料相对较少，设计费用和制造费用都会降低。并且，上单翼使飞机的横向稳定性增大，发动机离地面较高，不易吸附杂质。

1).翼梁

翼梁是飞机中的主要受力构件,它承受机翼的剪力和弯矩.翼梁主要由上下缘条和腹板组成,缘条承受由弯矩而产生的拉,压轴向力;腹板承受剪切力.本机型采用的翼梁构造形式是工字形,沿长度方向采用等强度设计.腹板式翼梁的优点是在相同的高度和同等的重量的情况下,带有立柱加强而腹板上无任何开孔,其强度最大.这种结构的翼梁制造工艺简单,成本低.适用于轻型飞机的设计与制造.

2).纵墙

它是一根缘条很弱或无缘条的腹板式翼梁.位于机翼后缘的纵墙可用来连接副翼和襟翼.它不能承受弯矩,主要用来承受剪力,并与蒙皮构成闭室结构承受机翼扭矩.

3).翼肋

本机型翼肋---构架式翼肋.由缘条,直支柱,斜支柱组成.用于结构高度较大的机翼上.翼肋按功用为普通翼肋.此种翼肋只承受气动载荷,形成并维持翼剖面形状,把蒙皮传给它的局部气动力传给翼梁腹板.腹板用来承剪,上下缘条用来承受因弯矩而产生的正应力,并连接蒙皮,普通翼肋的腹板抗剪强度,本机型翼肋有较大的承受预度,因此在腹板上开减轻孔以减轻重量. 4).蒙皮

蒙皮是包围在骨架外面保持机翼气动外形的构件.机翼还参与机翼的总体受力.蒙皮与翼梁腹板所构成的机翼盒式梁受到由各翼肋沿闭室周缘传来的引起机翼扭转变形的力矩

2.机翼与机身的连接

超轻型飞机属于低速小型飞机，故采用垂直耳片叉耳连接，连接螺栓水平放置，接头在传递剪力和弯矩时，螺栓均受剪切力作用。

三.起落架的构造设计

起落架采用前三点固定式起落架。

1.前三点起落架避免了后三点起落架的“倒立”和“飘起”的危险。

2.前三点起落架防止倒立，因此可以强烈制动，解决了跑道较短的问题

3.前三点起落架方向稳定性比后三点好。

四．机身构造的设计

1.机身的功用

机身是飞机的一个重要的部件,它的主要功用是装载人员,货物,设备,武器,燃料,发动机等,并把机翼,尾翼.起落架等部件连接在一起,形成一架完整的飞机.

2.机身的主要受力构件有:隔框,桁条,蒙皮.隔框采用普通隔框和环式加强框共同作用.普通加强框的作用是保持机身外形,支持蒙皮,提高蒙皮的稳定性,以利于承受局部空气动力载荷.环式加强框用于机身与其它部件连接处,机身内部空间可以得到充分的利用.

3..机身采用的是桁条式,机身的弯矩引起的轴向力全部由桁条和较厚的蒙皮组成的壁板承受,蒙皮还承受机身扭矩产生的剪流和水平与垂直两个面内的剪力.由于它的蒙皮较厚不仅提高了机身的抗扭刚度,而且法向刚度也较好.

五．尾翼构造设计

1.尾翼的功用是保证飞机的俯仰平衡和航向平衡,并使飞机具有俯仰和航向的安全性和操纵性.飞机的尾翼采用水平尾翼和垂直尾翼组成.平尾由固定的水平安定面和可偏转的升降舵组成.垂直尾翼由固定的垂直定面和可偏转的方向陀组成。

六．设计体会

通过本次轻型飞机的设计,是我对有关飞机的各方面知识都有了更充分的了解.学会了怎样把书本上死知识灵活的应用到活的实际中.

七．参考文献

1.飞机构造学------沈阳航空航天大学----主编:邓忠林

2.飞机结构设计----国防工业出版社-----编着:王志瑾要卫星