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航空航天概论课件-第五章

来源:本站原创 发布时间:2019-10-10 点击数:

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  5.1 ? 飞行器结构的一般要求和采 用的材料:一般要求 空气动力要求 结构应满足飞行性能所要求的气动外形和表面质量 重量要求 在满足强度、刚度和寿命的条件下重量尽量轻 使用维护要求 结构便于检查、维护和修理,易于运输、储存和保管 工艺和经济性要求 在一定生产条件下要求工艺简单、制造方便、生产周期 短、成本低 1 ? ? ? 使用维修要求典型事故:图-154 1994年6月6日,中国西北航空公司 图--154型B2610号飞机由西安飞 往广州的2303航班,8时13分从 西安咸阳机场起飞,仅10min,8 时23分,飞机在空中解体,坠毁在西 安市长安县内。机上人员160名全 部遇难。原来飞机在起飞后就发 生飘摆,两个驾驶员都不能保持 住飞机平稳并发出唿唿的响声; 随即驾驶员采用短时接通自动驾 驶仪等方法处理,仍不能奏效。 随后,飞机出现失速、滚转、急 剧下俯,在高度2884m时飞机开 始空中解体、坠落,成为我国民 航一起震惊世界的特别重大飞行 事故。 “六.六”空难事故经过充分调查,证明是一 起由于维修差错引起的责任事故。当日该飞 机在机场维修时,机务人员在按规定更换部 件过程中将增稳系统的两个信号插头(侧向 和俯仰)相互插错,事后又未能检查出来, 导致操纵性能异常,起飞后产生飘摆,并不 能得到抑制,直至最后造成机毁人亡的重大 惨剧。 2 其他使用维修要求典型事故 ? 1985年8月12日,日航波音747SR飞机坠毁在群马县的一个山坡上, 死亡520人,4人受伤,是航空事故死亡人数最多的一次。事后查明其 原因是对该飞机承压隔板的修理不当,引起强度下降造成的。 ? 1988年1月18日,我国一架伊尔-18型飞机因为维修不当,飞行中引 起电机起火,一台发动机坠落,使飞机失控坠落,108人全部遇难。 ? 2002年5月25日,台湾华航班机由台北出发飞往香港,不料却在当天 下午3时28分在澎湖目斗屿西北方50km左右的海域发生空难,机上 19名机组人员和206名乘客全数罹难。事后查明,空难是因为波音公 司制造的飞机存在缺陷及“华航”维修不当所致。 3 飞行器结构采用的主要材料 ? 对飞行器结构材料的要求 比强度大、比刚度大;耐高低温;抗腐蚀、耐老化;抗疲劳 性好;易加工,价格低。 ? 常用的飞行器结构材料 铝合金、镁合金、钛合金、合金钢、复合材料等;LY12CZ, LC4,30CrMnSiA,1Cr18Ni9Ti…… 复合材料有诸多的优点,是今后发展的趋势 4 5.2 ? 航空器的构造:气球和飞艇 的基本构造 气球一般用薄膜材料制造球体。轻气球和氦气球用塑料薄膜, 热气球用尼龙、涂胶薄膜。载人气球通常是在气球下方安装吊 篮,吊篮中乘坐人员或安放动力装置。 5 5.2 ? 航空器的构造:气球和飞艇 的基本构造 飞艇通常是流线型囊体,尾部有安定面和操纵面,囊体下部安 装吊舱和动力装置等,动力装置也有安装在囊体两侧或尾锥部 位的型式。 飞艇囊体有软式、 半硬壳式和硬壳 式三种。半硬壳 式和硬壳式的囊 体由硬式骨架, 表面蒙气囊材料 6 构成。 5.2 航空器的构造:气球和飞艇 的基本构造 7 5.2 航空器的构造:气球和飞艇 的基本构造 8 飞机的基本构造 ? 飞机的组成及各部件的功用 机身:提供内部装载空间,是其它部件的安装基 础。 机翼:主要提供升力,内部装载,作为起落架、 发动机等其它部件的安装基础 尾翼:提供平衡气动力,操纵力和力矩 起落装置:飞行器起飞、着陆和停放用的部件 操纵系统:控制舵面运动的系统 9 1、机翼和尾翼 ? (1)作用在机翼上的外载荷: 分布力--气动力,重力 集中力--发动机、起落架等的作用力 机翼上的载荷 10 1、机翼和尾翼 ? (2)外力在结构中引起的内力 11 1、机翼和尾翼:机翼骨架结构 12 1、机翼和尾翼 ? (3)机翼的受力构件 纵向骨架——翼梁:承受弯矩; 纵墙:承受剪力;桁条:支撑蒙皮,将气动力传给 翼肋。 横向骨架——普通翼肋:维持翼型,把蒙皮和桁条 的力传给翼梁; 加强翼肋:除普通翼肋作用外,承受集中力。 蒙皮:维持气动外形,将气动力传给桁条和翼肋, 与翼梁纵墙的腹板形成闭室承受扭矩 13 机翼的受力构件:翼梁 14 机翼的受力构件:桁条 各种剖面的桁条 15 机翼的受力构件:翼肋 16 1、机翼和尾翼 ? (4)机翼的构造形式 a)蒙皮骨架式(单梁、双梁、多梁) b)整体壁板式 c)夹层式 17 机翼的构造形式:蒙皮骨架式 18 机翼的构造形式:整体壁板式 19 机翼的构造形式:夹层式 20 2、机身 ? (1)作用在机身上的外载荷 分布力——气动力,重力 集中力——机翼、尾翼、发动机、起落架、装载物等的作用力 ? (2)机身中的内力 垂直弯矩、水平弯矩、垂直剪力、水平剪力、扭矩 ? (3)机身的受力构件 桁梁、桁条、隔框、蒙皮 ? (4)机身的构造形式 a)蒙皮骨架式(桁梁式、桁条式和硬壳式) b)整体壁板式 c)夹层式 21 机身的构造形式:整体壁板式 22 机身的构造形式:蒙皮骨架式 (桁梁式、桁条式和硬壳式) 23 3、起落装置 ? 功用:起飞、着陆、滑行、停放、 减震、消振 ? 种类:轮式、滑撬式、浮筒式、 滑车式、气垫式等 24 起落架的种类:轮式 25 起落架的种类:滑撬式(直9) 26 起落架的种类:滑撬式 27 起落架的种类:船身式或浮铜式 28 起落架的种类:船身式或浮铜式 水轰五 29 起落架的种类:滑车式 水轰五 30 典型起落架的组成 31 起落架的布置形式 :后三点式 32 起落架的布置形式 :后三点式 33 起落架的布置形式 :后三点式 34 起落架的布置形式 :前三点式 35 起落架的布置形式 :前三点式 36 起落架的布置形式 :自行车式 37 3、起落装置 ? 前三点式与后三点式起落架性能比较 a)前三点可强力制动而无“倒”立危险 b)前三点式具有滑跑稳定性 c)前三点式机身轴线基本水平,驾驶员视界好, 可安装喷气发动机 d) 但前三点式容易发生摆振 ? 辅助起落装置 a)起飞:增升装置,起飞助推火箭,弹射装置 b)着陆:减速伞,反推力装置,拦截索 38 辅助起落装置 39 辅助起落装置 40 辅助起落装置 41 辅助起落装置 42 5.3 ? 航天器的构造 航天器分为专用系统和保障系统。专用系统因航天器不同 而有所区别,保障系统是保障航天器正常工作所必须的, 也是大多数航天器所相同的。 ? 专用系统 天文望远镜、光谱仪、摄象机、通信卫星的转发器等 专用设备 ? 保障系统 结构系统、温度控制系统、生命保障系统、电源系统、 姿态控制系统、轨道控制系统、返回着陆系统。 43 卫星的基本结构 44 卫星的基本结构 45 卫星的基本结构 46 卫星的基本结构 火星探测器 47 卫星的基本结构 哈博太空望远镜 48 卫星的基本结构 X射线天文望远镜 哈博太空望远镜 49 载人飞船的基本结构 X射线天文望远镜 “阿波罗”载人宇宙飞船 哈博太空望远镜 50 载人飞船的基本结构 X射线”载人宇宙飞船 哈博太空望远镜 51 载人飞船的基本结构 X射线天文望远镜 哈博太空望远镜 “联盟号”宇宙飞船 52 航天飞机的基本结构 ? 航天飞机由轨道器、燃料储箱和助推火箭组成。除燃料储 箱外,其余是可以重复使用的。 美国航天飞机 53 航天飞机的基本结构 前苏联航天飞机 美国航天飞机 54 航天飞机的基本结构 前苏联航天飞机 55 航天飞机的基本结构 前苏联航天飞机 56 航天飞机的运输 前苏联航天飞机 57 航天飞机的运输 前苏联航天飞机 58 空天飞机的组成和飞行方式 ? 空天飞机是能够象飞机一样自己起飞和降落的航天器。 ? 在过渡阶段可以先用现有飞机搭载,实现水平起飞,多次 美国航天飞机 重复使用。 前苏联构想 59 空天飞机的组成和飞行方式 美国航天飞机 60 空天飞机的组成和飞行方式 美国航天飞机 61 空间站功用和组成 ? 对于需要长时间在空间逗留的工作任务,空间站提供了可 能的环境。空间站的功用包括:对地观测,天文观测、科 美国航天飞机 学研究、微重力试验和生产、在轨服务基地等。 ? 空间站的结构一般是由按功能划分的舱段组成,700488杨红心水论坛,基本组成 有:能源舱、工作舱、生活舱、太阳能电池阵,姿态控制 系统、通讯系统、对接系统和连接过渡舱等。祝福别人身体健康的句子, 62 空间站功用和组成 和平号空间站 美国航天飞机 63 空间站功用和组成 阿尔发国际合作空间站 和平号空间站 美国航天飞机 64 5.4 ? 火箭和导弹的构造 火箭的基本构造 火箭包括:探空火箭和运载火箭。 美国航天飞机 探空火箭是在航空器和低轨道卫星之间的探测工具。 运载火箭是发射航天器的工具。 ? 多级火箭的组合方式 串联、并联和混合式 ? 多级火箭的级间分离方式 热分离和冷分离 65 5.4 ? 火箭和导弹的构造:火箭构造 火箭的基本构造 火箭包括:探空火箭和运载火箭。 美国航天飞机 探空火箭是在航空器和低轨道卫星之间的探测工具。 运载火箭是发射航天器的工具。 ? 多级火箭的组合方式 串联、并联和混合式 ? 多级火箭的级间分离方式 热分离和冷分离 66 世界著名火箭 美国航天飞机 67 长征系列火箭 美国航天飞机 68 世界著名火箭 美国航天飞机 69 世界著名火箭 美国航天飞机 70 世界著名火箭 71 世界著名火箭 72 导弹的基本构造 :导弹分类 ? 按飞行方式和气动外形分:有翼导弹和弹道导弹 按作战分:战略导弹和战术导弹 ? 美国航天飞机 按攻击目标分:反舰导弹,反潜导弹,反坦克导弹,反弹 道导弹 ? 按发射和目标位置分:空对空导弹,空对地导弹,地对空 导弹,岸对舰导弹 73 一、有翼导弹 ? 1、组成和功用 战斗部系统:摧毁目标 美国航天飞机 动力系统:提供飞行动力 制导系统:引导控制导弹以一定精度飞向目标 弹体:装载设备、承受载荷、维持外形 74 一、有翼导弹 ? 2、气动外形 (1)气动布局:正常式、鸭式、无尾式、可偏弹翼式 美国航天飞机 ? (2)按弹翼周向分布:平面形, X形,十字形 75 一、有翼导弹 76 一、有翼导弹 ? 3、巡航导弹 大部分航迹处于“巡航”状态的导弹,攻击距离远, 美国航天飞机 一般采用喷气发动机或冲压发动机。 77 二.弹道导弹 ? 由于飞行轨迹象炮弹的轨迹,故得名弹道导弹 美国航天飞机 78 二.弹道导弹 ? 1、战术导弹:小于1000公里 战略导弹:近程 1000 ~ 2000公里,中程 2000 ~ 5000 美国航天飞机 公里,远程 5000 ~ 8000公里,洲际 8000 ~ 16000公里 ? ? 2、多级导弹级间分离:热分离和冷分离 3、弹道导弹的控制:燃气舵,摆动发动机,摆动喷管, 固定式姿态控制发动机,二次喷射技术 79 二.弹道导弹 美国航天飞机 摆动发动机 80 二.弹道导弹 美国航天飞机 二次喷射技术 81 二.弹道导弹 美国航天飞机 82 二.弹道导弹:多弹头控制方式 集束式多弹头 美国航天飞机 83 二.弹道导弹:多弹头控制方式 分导式多弹头 美国航天飞机 集束式多弹头 84 二.弹道导弹:多弹头控制方式 机动式多弹头 美国航天飞机 集束式多弹头 85

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