【簡(jiǎn)介:】本篇文章給大家談?wù)劇秾?shí)用飛機(jī)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)pdf》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、先進(jìn)復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上,民用飛機(jī)上有什么應(yīng)用?
2、戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)
3、
本篇文章給大家談?wù)劇秾?shí)用飛機(jī)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)pdf》對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),希望對(duì)各位有所幫助。
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- 1、先進(jìn)復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上,民用飛機(jī)上有什么應(yīng)用?
- 2、戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)
- 3、為什么復(fù)合材料在垂尾,平尾,機(jī)身,機(jī)翼是按順序來(lái)的?
先進(jìn)復(fù)合材料在軍用飛機(jī)上,民用飛機(jī)上有什么應(yīng)用?
為了提高軍用飛機(jī)性能,美國(guó)空軍材料研究所早在20世紀(jì)50年代中期就開(kāi)始尋求比已經(jīng)采用的鋁合金、鈦合金等金屬材料的比強(qiáng)度、比剛度更大的材料。為此,研究開(kāi)發(fā)了先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料、鋁鋰合金等輕質(zhì)高性能材料。先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料在航空、航天飛行器結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用獲得了成功,現(xiàn)已成為與鋁合金、鈦合金、鋼并駕齊驅(qū)的四大結(jié)構(gòu)材料之一。先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料的用量已經(jīng)成為飛機(jī)先進(jìn)性的一個(gè)重要標(biāo)志。
復(fù)合材料飛機(jī)結(jié)構(gòu)技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)高結(jié)構(gòu)效率和改善飛機(jī)氣動(dòng)彈性與隱身等綜合性能為目的的高新技術(shù)。先進(jìn)樹(shù)脂基復(fù)合材料的應(yīng)用,對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、小型化和高性能化起著至關(guān)重要的作用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用效果,在高性能戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身、超聲速巡航、過(guò)失速飛行控制,前掠翼飛機(jī)先進(jìn)氣動(dòng)布局的實(shí)際應(yīng)用,艦載攻擊/戰(zhàn)斗機(jī)耐腐蝕性改善和輕質(zhì)化,直升機(jī)長(zhǎng)壽命和輕質(zhì)與隱身化等諸多方面得到了展現(xiàn)。復(fù)合材料技術(shù)已成為影響飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。
美國(guó)空軍F-117隱身戰(zhàn)斗機(jī)采用碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧復(fù)合材料做成骨架和外面的蒙皮,沒(méi)有金屬表面,也沒(méi)有金屬鉚釘反射雷達(dá)波;美國(guó)1989年首飛的隱身轟炸機(jī)B-2,復(fù)合材料占結(jié)構(gòu)用量的50%;F-22基本構(gòu)型沒(méi)有采用特殊的外形隱身措施,沒(méi)有過(guò)多犧牲機(jī)動(dòng)性,而它傳奇般的隱身性能主要是通過(guò)復(fù)合材料和隱身涂料完成的。而F-35中應(yīng)用復(fù)合材料已占到結(jié)構(gòu)質(zhì)量的30%~35%;“旅游者號(hào)”(Voyager)全復(fù)合材料飛機(jī)于1986年創(chuàng)下了不加油、不著陸連續(xù)環(huán)球飛行9天,航程40 252千米的世界紀(jì)錄,其碳纖維結(jié)構(gòu)用量大于90%,飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量只有453 千克,載油量3噸。
軍用飛機(jī)中復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的成功應(yīng)用,給民用飛機(jī)的材料選擇帶來(lái)了巨大的影響,波音、空客等干線客機(jī)中復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)材料中的應(yīng)用比例也越來(lái)越高??湛虯380是550座級(jí)超大型寬體客機(jī),整機(jī)采用了較多的復(fù)合材料(23%),大大減輕了飛機(jī)重量,減少了油耗和排放,降低了營(yíng)運(yùn)成本。波音787“夢(mèng)想”飛機(jī)則是200座~300座級(jí)飛機(jī),航程隨具體型號(hào)不同可覆蓋6 500~16 000千米。它使用碳纖維、有機(jī)纖維、玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂以及各種混雜纖維的復(fù)合材料制造了機(jī)翼前緣、壓力容器、引擎罩等構(gòu)件,不僅使結(jié)構(gòu)重量減輕,還提高了飛機(jī)的各種飛行性能。波音787中復(fù)合材料的用量達(dá)50%,這可使其比目前同類飛機(jī)節(jié)省20%的燃油消耗??湛凸居捎谑艿讲ㄒ艄緩?fù)合材料高用量的威脅,計(jì)劃在A350飛機(jī)上將復(fù)合材料的用量再次提高到53%,以形成與波音787飛機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)。而倍受國(guó)人關(guān)注的國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919復(fù)合材料的用量也將達(dá)到 20%以上。復(fù)合材料在飛機(jī)上的應(yīng)用經(jīng)歷了從次承力構(gòu)件—尾翼主承力構(gòu)件—機(jī)翼—機(jī)身主承力構(gòu)件的發(fā)展,已成為飛機(jī)結(jié)構(gòu)的主要材料。
戰(zhàn)斗機(jī)結(jié)構(gòu)
現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)主要結(jié)構(gòu)組成部分有:機(jī)身、主翼、水平尾翼、垂直尾翼、進(jìn)氣口、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、雷達(dá)、駕駛員座艙、火控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、機(jī)關(guān)炮、導(dǎo)彈發(fā)射吊架等。
論結(jié)構(gòu)種類主要分為:
氣動(dòng)布局:傳統(tǒng)布局(前面主翼,后面水平尾翼),大三角翼(只有三角形主翼),鴨式布局(前面小翼,后面主翼),三翼布局(前面小翼,中間主翼,后面水平尾翼)
升力重心:后傾式(飛行較穩(wěn)定),前傾式(飛行較機(jī)動(dòng)靈活)。
動(dòng)力:分為單發(fā)動(dòng)機(jī)和雙發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。發(fā)動(dòng)機(jī)分渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇兩種。
主機(jī)翼:分后掠翼、三角翼、前掠翼三種。主翼一般都有副翼和襟翼用于操控。
垂直尾翼:分雙垂尾和單垂尾兩種。
武器攜帶:分外掛式和彈倉(cāng)內(nèi)掛兩種。
其它電子設(shè)備因種類繁多,不勝列舉?,F(xiàn)在戰(zhàn)機(jī)先進(jìn)與否,主要看是否具備視距外攻擊能力,是否具有雷達(dá)紅外隱身能力。
1、機(jī)尾。機(jī)尾主要涉及紅外隱身,噴管直接暴露的話一般意味著沒(méi)有做紅外隱身措施,進(jìn)氣道,DSI進(jìn)氣道可以有效的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行隱身。再有就是復(fù)合材料的使用比例和表面材料能否有效吸收雷達(dá)波。
2、掛載副油箱,這樣就相當(dāng)于在汽車上裝2桶汽油,增加了航程,作戰(zhàn)時(shí),飛行員會(huì)第一時(shí)間扔掉副油箱,以減輕重量、增加靈活性。
副油箱還有設(shè)計(jì)在飛機(jī)肚子底下和機(jī)背上面的,一般稱附加在飛機(jī)肚子下面和機(jī)背上面的為“保形油箱”。
3、飛機(jī)要克服重力在天空中飛行,需要通過(guò)機(jī)翼上下表面不同流動(dòng)速度 的空氣產(chǎn)生壓力差形成向上的升力,而這個(gè)過(guò)程中會(huì)伴隨產(chǎn)生各種形式的 阻力。
重量越大,飛機(jī)需要產(chǎn)生的升力也就越多 。這必然引起阻力的大幅度增加。
擴(kuò)展資料:
殲擊機(jī),又名戰(zhàn)斗機(jī),即用于在空中消滅敵機(jī)和其他飛航式空襲兵器的軍用飛機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期曾廣泛稱為驅(qū)逐機(jī)。
殲擊機(jī)的主要任務(wù)是與敵方殲擊機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn),奪取空中優(yōu)勢(shì)(制空權(quán))。其次是攔截?cái)撤睫Z炸機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)和巡航導(dǎo)彈,還可攜帶一定數(shù)量的對(duì)地攻擊的武器,執(zhí)行對(duì)地的攻擊任務(wù)。
殲擊機(jī)包括要地防空用的截?fù)魴C(jī),但自20世紀(jì)60年代以后,由于雷達(dá)、電子設(shè)備和武器系統(tǒng)的完善,專用截?fù)魬?zhàn)斗機(jī)的任務(wù)已由制空戰(zhàn)斗機(jī)完成,截?fù)魴C(jī)不再發(fā)展。
殲擊機(jī)是航空兵空中作戰(zhàn)的主要機(jī)種,也可用于執(zhí)行對(duì)地攻擊任務(wù)。
基本種類
軍用飛機(jī)包括殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)(攻擊機(jī))、轟炸機(jī)、偵察機(jī)等。
戰(zhàn)斗機(jī)又稱殲擊機(jī),二戰(zhàn)時(shí)期稱驅(qū)逐機(jī),是軍用飛機(jī)的一種。相對(duì)于戰(zhàn)略空軍的轟炸機(jī),戰(zhàn)斗機(jī)是指戰(zhàn)術(shù)空軍的機(jī)種。
殲擊機(jī)早期分為制空和截?fù)魞煞N主力機(jī)型,后來(lái)不再有專用截?fù)魴C(jī),制空截?fù)魴C(jī)通常中低空機(jī)動(dòng)性好,裝備中近程空對(duì)空導(dǎo)彈,通過(guò)中距空中格斗;
近距離纏斗擊落敵機(jī)以獲得空中優(yōu)勢(shì),或?yàn)榧悍杰娪蔑w機(jī)護(hù)航,要求高空高速性能,主要用于空中格斗,爭(zhēng)制空權(quán),攔截?cái)撤睫Z炸機(jī)群。
主要性能
早期的噴氣式殲擊機(jī)是在飛機(jī)上安裝機(jī)槍來(lái)進(jìn)行空中戰(zhàn)斗的,第五代殲擊機(jī)最大飛行時(shí)速達(dá)3000千米,最大飛行高度20千米,最大航程不帶副油箱2000千米以上,帶油箱時(shí)可達(dá)5000千米以上。
機(jī)上還帶有先進(jìn)的電子對(duì)抗設(shè)備。主要用來(lái)殲滅空中敵機(jī)和其他空襲兵,其特點(diǎn)是速度大,上升快,升限高,機(jī)動(dòng)性好。
現(xiàn)今戰(zhàn)斗機(jī)為了獲得優(yōu)異的空中格斗能力,在性能、外形、動(dòng)力裝置、機(jī)載設(shè)備、武器配備和火控系統(tǒng)等方面有一些新的改進(jìn)的特點(diǎn)。
突出中、低空跨音速機(jī)動(dòng)性,在音速附近穩(wěn)定轉(zhuǎn)彎率可達(dá)18度/秒,瞬時(shí)轉(zhuǎn)彎率達(dá)75度/秒;飛機(jī)在9000米高度上,速度從馬赫數(shù)0.9增加到馬赫數(shù)1.6所需時(shí)間為50-60秒。
海平面最大升率達(dá)300米/秒;靜升限18000米左右。能在低空作超時(shí)速飛行;高空最大飛行馬赫數(shù)在2左右;最小飛行速度為200公里/時(shí);
最大飛行迎角可達(dá)60°;低空作戰(zhàn)半徑約500-600公里;飛機(jī)起飛、著陸滑跑距離小于1000米;飛機(jī)最大過(guò)載可達(dá)9G。
設(shè)計(jì)理念
殲擊機(jī)一般為單座。為擴(kuò)大駕駛員視界,采用水泡形座艙,即使在地面上也能保證將駕駛員彈射到足夠的高度,大量采用整體機(jī)內(nèi)部油箱載油量約占正常起飛重量的30%。
飛機(jī)操縱系統(tǒng)廣泛采用數(shù)字式電傳操縱的基礎(chǔ)上采用主動(dòng)控制技術(shù),提高飛機(jī)的作戰(zhàn)性能。
飛機(jī)在空戰(zhàn)中的推力普遍大于重力(即推重比大于1),多采用低流量比的加力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),加力推力大,重量輕,不加力工作時(shí)耗油率小。
為兼顧在亞音速、跨音速、超音速范圍內(nèi)都有較小的阻力,飛機(jī)采用中等后掠角、中等展弦比并帶前緣連條的薄機(jī)翼,或是采用三角形薄弱機(jī)翼。
翼型相對(duì)厚度約4%,并有隨馬赫數(shù)和迎角自動(dòng)偏轉(zhuǎn)的前、后緣機(jī)動(dòng)襟翼(或縫翼)。正常布局(有平尾)飛機(jī)空戰(zhàn)時(shí)機(jī)翼單位面積載荷約3000帕(3000N/米2);無(wú)尾布局為2000帕。
武器裝備
現(xiàn)代殲擊機(jī)普遍裝有口徑20毫米以上的航空機(jī)關(guān)炮,同時(shí)攜帶多枚雷達(dá)制導(dǎo)的中距攔射導(dǎo)彈和紅外跟蹤的近距格斗導(dǎo)彈。
也可攜帶2-3噸航空炸彈(包括近距格斗導(dǎo)彈、命中率很高的激光制導(dǎo)炸彈等)或其他對(duì)地攻擊武器。
飛機(jī)上裝有用數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的航空火力控制系統(tǒng),它由有下視能力的脈沖多普勒雷達(dá)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)等組成,可與通信導(dǎo)航識(shí)別綜合系統(tǒng)和電子對(duì)抗系統(tǒng)交聯(lián)。
駕駛員通過(guò)平視顯示器、下視儀和多功能顯示器獲得敵我機(jī)參數(shù)的信息,控制和管理導(dǎo)彈、機(jī)炮、火箭和炸彈的瞄準(zhǔn)、發(fā)射和投放。
火控系統(tǒng)的操縱是安裝在駕駛桿和油門(mén)手柄上,便于駕駛員將飛機(jī)駕駛和空戰(zhàn)合為一體。由于傳遞信息的設(shè)備較多,信息量大,為減少電纜數(shù)量和信息傳遞差錯(cuò),采用多路傳輸數(shù)據(jù)總線。
維護(hù)方法
殲擊機(jī)上各種機(jī)械設(shè)備和控制系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜,維護(hù)工作量大大增加。為此,飛機(jī)表面開(kāi)有大量檢查和維護(hù)用的口蓋和艙門(mén),總面積達(dá)飛機(jī)表面積的60%。
所有電子設(shè)備均采用積木式結(jié)構(gòu),有自動(dòng)檢測(cè)能力,可在外場(chǎng)方便地更換插件。現(xiàn)代殲擊機(jī)具有很高的可靠性和良好的可維護(hù)性。
飛機(jī)平均故障間隔飛行小時(shí)已從1950年代的1小時(shí)提高到3小時(shí)。每1飛行小時(shí)所需的維護(hù)工作,從50年代的30工時(shí)降低到10工時(shí)左右。
參考資料:百度百科——戰(zhàn)斗機(jī)
為什么復(fù)合材料在垂尾,平尾,機(jī)身,機(jī)翼是按順序來(lái)的?
因?yàn)檫@是材料特性決定的。
如果你對(duì)照一下飛機(jī)結(jié)構(gòu)圖會(huì)發(fā)現(xiàn),這大致上是尺寸越來(lái)越大,難度復(fù)雜性持續(xù)增加的順序,就是說(shuō)這是復(fù)合材料的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展不斷進(jìn)步的過(guò)程。
復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、性能可設(shè)計(jì)和易于整體成形等諸多優(yōu)點(diǎn),其用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)上,可比金屬結(jié)構(gòu)明顯減重,并可改善飛機(jī)氣動(dòng)彈性特性,提高飛行性能。
介紹
70年代后期研制了AV-8B(英國(guó)鷂式戰(zhàn)斗機(jī)垂直起降),當(dāng)時(shí)使用復(fù)合材料的動(dòng)力是追求性能和減重,復(fù)合材料用量占結(jié)構(gòu)重量的28%,主要的材料是?Carbon/3501-6?epoxy?,用于機(jī)翼蒙皮、控制面、前機(jī)身蒙皮前中央機(jī)身蒙皮。
并開(kāi)始用于機(jī)翼、控制面和機(jī)身骨架,在受熱零件上使用了BMI(雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂是熱固性樹(shù)脂,加工簡(jiǎn)單,可在200℃以上的高溫下,其機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能仍保持較好。其在電氣電子、精密機(jī)械、汽車、航空航天等領(lǐng)域有著較高的評(píng)價(jià),具有廣闊的應(yīng)用前景)。
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