三、垂尾雷電防護設計實例
現(xiàn)以運 飛機復合材料垂尾雷擊防護設計為例，較全面介紹雷擊防護設計與試驗驗證有關內容。運 復合材料垂直安定面是在金屬結構安定面的基礎上，按中國民用航空規(guī)章 “%%&’—"(”的要求重新設計的， )*年 )"月裝機并完成試飛。雷電防護設計是重點設計項目之一。雷擊設計應滿足 %%&’ + "(, (-)要求。運 復合材料垂直安定面為雙梁式結構，由前、后大梁，左、右壁板、 ))個翼肋
（其中第 ).肋為鋁合金鉚接結構）、玻璃鋼翼尖、金屬前緣及 /。012蜂窩夾層結構后段構成，前、后大梁由金屬梁凸緣和復合材料整體腹板構成的復合材料 3金屬混合結構。
方向舵由前梁、后墻的蜂窩夾層結構組成。
運 復合材料垂尾雷擊防護系統(tǒng)如圖 45 54*所示。翼尖部位采用鋁分流條；安定面翼盒上部采用表面火焰噴涂鋁；鋁合金 ).6肋將鋁分流條和前梁鋁凸緣、后梁鋁凸緣連在一起構成雷電通路。方向舵由 ).6肋、 )6肋、 .6肋（鋁）和金屬條，并由搭鐵
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與安定面雷電通路相連；構成雷電防護系統(tǒng)。
圖 " "%運 &復合材料垂尾雷擊的防護系統(tǒng)
運 &復合材料垂尾雷擊防護試驗是在全尺寸雷擊試驗件上進行的。專門設計的全尺寸雷擊試驗件，如圖 " "&所示，取自垂尾上部 ’())**的一段，它代表了飛機裝機件真實結構的全部設計細節(jié)及雷擊防護設計，包含雷擊影響 ’，+，區(qū)，試驗要求按專門編制的任務書進行。通過對安定面 ’個點，方向舵 ,個點施加規(guī)定波形電壓、電流的試驗證明，運 &復合材料垂直安定面結構雷擊防護系統(tǒng)能夠滿足 --./
0 +12 1,’要求。
結構雷擊損傷剩余強度試驗，由于雷擊對翼尖分流條的損傷不會影響結構完整性，且易修理，不予考慮，雷擊損傷被引入到全尺寸疲勞 3損傷試驗件上，通過了 )2 ,倍使用載荷試驗，修理后又完成了 &+4下的使用載荷試驗及 ’倍壽命試驗和剩余強度試驗。
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圖 " "%運 復合材料垂尾雷擊試驗件
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第十章 機翼結構設計
第一節(jié) 機翼的功用與結構設計要求
一、機翼的功用
機翼是飛機的主升力面。機翼連接在機身上，其主要功用是產(chǎn)生飛機飛行所需的升力。機翼及安裝在其上的副翼、襟翼、縫翼、擾流片、減速板等還為飛機提供橫側穩(wěn)定性、操縱性以及增升、增阻效能。機翼又可作為發(fā)動機、起落架等部件的安裝固定基礎。機翼內部空間還可利用來收藏起落架、裝載燃料、武器裝備、設備儀器等。內部空間�。ū∫硇蜋C翼）或不夠用時，副油箱和武器裝備（炸彈、火箭、導彈等）只好掛在機翼外面，成為機翼的外掛物。因此，機翼結構是飛機的主承力結構，承受多種高載荷，翼面外形復雜，設計分析有許多特點。
二、機翼結構設計要求
機翼主承力結構的功用、承受多種高載荷和復雜外形特征等因素，決定機翼結構設計除應滿足前面已列出的對飛機結構設計的基本要求外，主要設計要求有：（"）保證機翼外形準確、表面光滑；機翼的外形參數(shù)和翼型是在飛機總體設計階段確定的，關系到飛機的飛行特性，機翼結構設計必須首先予以保證。（）一般情況下，翼面（外翼和中翼）按剛度（氣動彈性）要求設計，機翼根部按強度要求設計；
翼面剛度不足，不僅影響機翼的氣動特性和載荷分布，而且還會引起顫振、操縱面反效等氣動彈性問題。因此，翼面設計多數(shù)按照剛度要求設計。同時，滿足穩(wěn)定性要求。
機翼根部與機身的連接區(qū)載荷集中傳遞，又有起落架收藏大開口，形成高應力區(qū)，需按強度要求設計。（）在滿足剛度、強度條件下，還要滿足壽命要求； •’&%•
（）考慮武器發(fā)射動載荷響應和起落架著陸撞擊載荷影響；
（"）整體油箱設計滿足密封、防靜電、防雷擊等要求；
（）對所有要求檢查維護的部位都應有良好的可達性。為此，必須在機翼上設置一定數(shù)量的開口；
機翼內部敷設的操縱系統(tǒng)零構件，燃油管路、電氣線路、液壓管路等需要經(jīng)常檢查調整；整體油箱要檢查維護保證密封可靠；再有，按破損安全原則設計的機翼，對影響飛行安全的結構需定期檢查。
（）良好的使用維護性和可修理性。
第二節(jié) %復合材料機翼結構設計特點
一、復合材料機翼結構的研制與應用
自 &’世紀 ’年代中期起，美國各大航空公司率先在各自新研制軍機上采用復合材料機翼結構；歐洲隨后即在新研制軍機上也采用復合材料機翼結構。復合材料機翼結構設計技術發(fā)展的歷程：（(）&’世紀 ’年代中、后期，機翼蒙皮壁板和梁、肋構件設計與制造技術（典型代表是 )*—+,復合材料機翼）。（&）+’年代初期，翼面氣動彈性剪裁設計技術，前掠翼與復合材料整體油箱設計技術（典型代表是 -—&.前掠翼）。（/）+’年代中期，翼面設計 0制造一體化，大型飛翼翼面的共固化成形與先進制孔技術（典型代表是 ,—&機翼）。
（）&’世紀 +’年代中后期，高損傷容限、低成本的復合材料機翼設計與制造技術。纖維自動鋪放技術，預成形件 0 123或預成形件 0 145成形技術制造復合材料翼盒（典型代表是 4—&&機翼）。
我國帶整體油箱復合材料機翼 (.."年試飛成功，現(xiàn)已裝機試用。目前戰(zhàn)斗機機翼結構，復合材料的用量已占機翼結構重量的 (0/—(0&，甚至更高，其余主要是鈦合金和鋁合金。
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