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時(shí)間:2011-02-10 15:42來源:藍(lán)天飛行翻譯 作者:admin
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—機(jī)翼外載和幾何形狀有關(guān)的參數(shù):( )和 %&& (
(%&& * %&& ( %&& ( +,-)作參考,對(duì)結(jié)構(gòu)型式的選擇做初定量分析。相對(duì)載荷 ( )代表單位寬度翼盒壁板上的軸力,為最大彎矩,和 )分別為翼盒的平均高度和寬度。%&&為有效高度比。若略去 .和 的影響,則可假設(shè): 3 143()* /0• 2 •2•[(5" 6’7)(5" 87)] *5" /80 12 " ’
若 ( )大、%&&小,則采用承彎能力相對(duì)較高的單塊式或多墻式顯然較合理。但對(duì)低速飛機(jī),’大、( )較小,則單塊式可能導(dǎo)致壁板上為數(shù)很多的長桁面積過小,以致在受拉區(qū)強(qiáng)度足夠的情況下,在受壓區(qū)卻因失穩(wěn)臨界應(yīng)力 ’9過低而不得不加大長桁面積。此時(shí)采用薄蒙皮梁式可使軸力集中于少數(shù)幾根梁緣條上,其面積和 ’9不致太小,反而可能使結(jié)構(gòu)重量更輕。
三角機(jī)翼一般用于速度很大的超音速飛機(jī)上,’小;但展弦比 "也小,且根梢比 大;根弦長,故梁根部高度的絕對(duì)值較大,梁的結(jié)構(gòu)效率尚較好;且三角機(jī)翼的剛度特性較大后掠角的機(jī)翼好,故此時(shí)可選用多梁式結(jié)構(gòu),這樣也便于與機(jī)身連接。但在氣動(dòng)載荷較大、結(jié)構(gòu)高度很小的三角翼翼尖和前緣部位,仍宜采用單塊式或整體結(jié)構(gòu)。
/"不同結(jié)構(gòu)型式損傷容限特性比較按損傷容限要求,傳力路線不宜過于集中。長桁—蒙皮加筋板單塊式結(jié)構(gòu)和厚 •/4:•
 
蒙皮多墻式結(jié)構(gòu)都可看成是分散傳力結(jié)構(gòu)布局。此時(shí)若壁板上長桁強(qiáng)一些,對(duì)提高壁板的止裂能力,并從而提高壁板的剩余強(qiáng)度,延長裂紋擴(kuò)展壽命均更為有利。
"機(jī)翼—機(jī)身對(duì)接形式的影響
機(jī)翼—機(jī)身相對(duì)位置及機(jī)身的內(nèi)部布置會(huì)影響到機(jī)翼 機(jī)身的對(duì)接形式,并進(jìn)而影響到機(jī)翼的結(jié)構(gòu)型式(主要在翼根部分)。梁式機(jī)翼只需通過少量的集中接頭連接,簡單、方便。而單塊式和多墻式機(jī)翼從傳力有利看,最好能將左、右機(jī)翼做成整體貫穿機(jī)身,將中央翼與機(jī)身固定。這對(duì)于大多數(shù)采用上單翼或下單翼布局的運(yùn)輸機(jī)比較容易實(shí)現(xiàn)。但大多數(shù)戰(zhàn)斗機(jī)為中單翼布局,由于機(jī)身內(nèi)部布置的限制,機(jī)翼往往難以貫通機(jī)身;此外像   %&’, %(等多墻式結(jié)構(gòu)的外翼有十幾根墻,若在機(jī)身側(cè)邊與機(jī)身連接則要布置十幾個(gè)接頭和相應(yīng)的對(duì)接框,一般說于全機(jī)結(jié)構(gòu)重量不利,對(duì)機(jī)身內(nèi)部布置也可能造成困難。因而,   %&’在根部由 %根墻轉(zhuǎn)成多梁式結(jié)構(gòu)()根梁);有的單塊式機(jī)翼到根部也轉(zhuǎn)成多梁式(如殲— *)或梁架式(如米格  %)、殲  ()這樣只需幾個(gè)接頭與機(jī)身相連。但機(jī)翼—機(jī)身的對(duì)合交點(diǎn)數(shù)也不宜太少,因?yàn)榻稽c(diǎn)多,傳力路線就多,較容易實(shí)現(xiàn)破損安全結(jié)構(gòu)特征。如果某一接頭失效,其余 個(gè)接頭還有一定承載能力。反之如米格  %*、殲 (等機(jī)翼根部轉(zhuǎn)成梁架式結(jié)構(gòu),且根部只有主梁接頭能傳彎,同時(shí)又采用了斷裂韌性差的 &+,-./01023高強(qiáng)度合金鋼,裂紋擴(kuò)展速率高,一旦斷裂,此種單傳力途徑結(jié)構(gòu)就可能造成災(zāi)難性事故,不利于保證損傷容限要求。
應(yīng)注意到上述情況下由于結(jié)構(gòu)型式的轉(zhuǎn)換,勢(shì)必會(huì)使過渡區(qū)的部分承彎構(gòu)件(壁板或厚蒙皮)處于參與區(qū)而不能充分利用,使機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量可能有所增加,但有時(shí)這是不可避免的,從全局觀點(diǎn)看可能是更合理的結(jié)構(gòu)布局。
’"機(jī)翼內(nèi)部布置及大開口的影響
當(dāng)主起落架收入翼盒內(nèi)時(shí)必然影響到起落架艙附近的結(jié)構(gòu)型式,局部選擇梁式結(jié)構(gòu)將便于大開口用于布置起落架艙。
)"變后掠機(jī)翼的布局特點(diǎn)
美國的  %’,  %%%,4 %和俄羅斯的米格  2均采用可變幾何形狀機(jī)翼。 
 %’的可動(dòng)外翼處于平直位置時(shí)  5*;高速飛行時(shí)后收, 6 5 ()7, 52" (。因此變后掠翼飛機(jī)能在一個(gè)較寬的速度范圍內(nèi)飛行,它的結(jié)構(gòu)型式也就應(yīng)兼顧到各種速度和平面形狀下的氣動(dòng)載荷和結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)。它們的相對(duì)厚度比速度相應(yīng)的一般超音速飛機(jī)大。可動(dòng)部分可采用多墻式或單塊式結(jié)構(gòu)(如  %’), %’的中央翼則為鈦合金焊成的等截面盒形梁,宜承受各種載荷。變后掠翼從結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和損傷容限觀點(diǎn)看有其不足之處,特別是單傳力途徑的機(jī)翼轉(zhuǎn)動(dòng)樞軸,必須采取一系列措施保證飛機(jī)安全性,因此增加了設(shè)計(jì)難度,且結(jié)構(gòu)重量較大。
•2’’•
 

第三節(jié) 機(jī)翼主要受力構(gòu)件布置
機(jī)翼主要受力構(gòu)件布置是指確定機(jī)翼翼面壁板中的蒙皮—長桁(或整體壁板中的筋條)、梁、墻、加強(qiáng)翼肋、普通翼肋以及機(jī)翼—機(jī)身連接接頭等的數(shù)量和位置。影響受力構(gòu)件布置的因素很多,包括機(jī)翼的載荷情況、平面形狀、內(nèi)部布置、使用維護(hù)和工藝性要求等。構(gòu)件布置首先要保證受力合理。最主要的是以下兩點(diǎn):
(")確保氣動(dòng)載荷引起的彎、剪、扭能順利傳到機(jī)身。為此要特別注意結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的構(gòu)件布置,如開口處、結(jié)構(gòu)型式變化處、梁和長桁的軸線轉(zhuǎn)折處等。
()在集中力、集中力矩作用處布置相應(yīng)構(gòu)件,必要時(shí)加輔助短梁或加強(qiáng)肋,其作用是將集中載荷擴(kuò)散;并將擴(kuò)散后的分布力傳給機(jī)翼受力盒段的相應(yīng)元件,傳往機(jī)身。
在承受和傳遞所有載荷時(shí)除使結(jié)構(gòu)受力合理,還應(yīng)有利于提高整個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)的損傷容限特性,在構(gòu)件間的連接設(shè)計(jì)中注意損傷容限、耐久性細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。
對(duì)同樣的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù),往往可提出多個(gè)可行的布置方案,應(yīng)由有關(guān)各方綜合權(quán)衡協(xié)調(diào),從中選出結(jié)構(gòu)效率佳、重量輕、又能較好滿足各方面要求的一種方案。
一、機(jī)翼翼盒受力構(gòu)件布置
"翼面壁板結(jié)構(gòu)
現(xiàn)代飛機(jī)的大多數(shù)機(jī)翼為單塊式、多墻(或多梁)式厚蒙皮結(jié)構(gòu),翼面結(jié)構(gòu)可能占到整個(gè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量的 %&’ ( )&’左右,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能使它具有最大的承載效能。由于各類飛機(jī)的正過載系數(shù)均大于負(fù)過載系數(shù),所以上翼面結(jié)構(gòu)主要受壓,設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要是防止屈曲;而下翼面結(jié)構(gòu)主要是受拉,設(shè)計(jì)以疲勞和損傷容限要求為重點(diǎn)。因此,下壁板一般選用靜強(qiáng)度較低,而疲勞和斷裂性能較好的材料,同時(shí)要控制應(yīng)力水平,其容許的拉應(yīng)力往往低于上翼面的最大壓應(yīng)力,故一般下翼面較重。
壁板有長桁—蒙皮鉚接組合式和整體壁板兩種。在整體油箱區(qū)大多采用機(jī)械加工的整體蒙皮或整體壁板,較便于密封。(")鉚接組合式壁板。
 
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