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摘 要:在现代交通运输工具中,飞机作为主要交通工具,需要重复使用,每天飞在高空中,受到不同的外部载荷,它的受力非常复杂,需要分析它的主要载荷,最基本的载荷,哪些是飞机过载现象,哪些是飞机其他载荷,哪些对飞机有影响,这是设计者们需要关心的问题,对于这些载荷的分析要通过统计大气气象的规律。
关键词:主要载荷;飞机过载;其他载荷
1.主要载荷
对于飞机的主要载荷,主要是通过分析飞机在飞行、起飞、着陆等运动中的受力,作用在飞机上的外力就是飞机的外载荷,对于飞机在飞行中的受力,主要是气流对飞机的阻力,飞机本身的重力,在飞机起飞前的受力有跑到对飞机的摩擦力,气流对飞机的阻力,如圖1。
对于飞机起飞过程中的载荷有质量力Rm,这种力是与飞机质量或者加速度相关的力,例如G,这种力可以分解成沿着飞机方向的Gsinθ力和沿着飞机垂直方向上的Gcosθ力;另一种起飞过程中的力为表面力Rf,所谓表面力就是直接接触到飞机表面的力,例如气流对飞机的提升力Y,发动机的推力也是表面力,起飞过程中的受力如图2。
2.飞机过载
飞机过载的概念就是飞机飞机表面力与飞机自身重量之比,用n表示,具体公式如下:
式中:Rf——飞机表面力;
G——飞机自身重力。
飞机的过载是一个可以为正数、也可以为负数的值,是一个与坐标方向有关的量,方向一致为正,相反为负,对于没有特殊要求的,一般过载系数为ny,因为在x、Z方向上的nx、nz比较小,力学分析图如图3。
对于飞机过载的意义它是飞机设计中需要依据的原始参数,它是与飞机状态密切相关的,对于飞机过载,在不同飞行模式下都会有过载,水平匀速飞机、垂直飞行、曲面飞行,同时还有特殊情况下,突然遇到大风、在飞机着陆时候,这种情况下,飞机的过载最大。
3.其他载荷
3.1热载荷
飞机在飞行过程中,会受到热载荷,飞机的动力装置,运行时候会产生大量的热,飞机飞行过程中,气流与飞机表面摩擦产生的热,太阳对飞机的热,这些都会产生热载荷。
飞机飞行过程中,产生热量后,会对飞机结构材料的轻度和刚度产生影响,会使它的性能下降,如果飞机长时间受热,材料还会产生蠕变,这样会破坏材料,使材料永久变形,所以飞机设计上对内部要有散热装置,较小热量,外边摩擦受热,材料选择航空材料,减小摩擦热。
3.2疲劳载荷
飞机疲劳破坏是在材料静强度非常小的情况下发生,所以发生疲劳破坏非常危險,会使飞机上设备工作不正常,从而影响飞机安全,图4反映了飞机在受到疲劳载荷时候,材料发生的破坏和性能指标变化。
在飞机飞行过程中,突风载荷和机动重复载荷是飞机的主要疲劳载荷,在设计上对这个需要着重分析。
结束语
在飞机飞行中还会受到其他的载荷,这种是特殊载荷,非正常状态下的载荷,发动机停机、飞机在着陆时候单轮着地,这种载荷都是特殊情况,在这种情况下,飞机机组人员一般都有应对策略,根据情况可以选择迫降,或者在继续飞行,无论飞机在飞行中受到怎样的载荷,飞机设计人员在设计之初都已经考虑在内,只有综合分析飞机载荷,才会避免飞机飞行中出现故障。
参考文献
[1]葛森,曹琦,邵闯主编,飞机壁板结构的高温声波疲劳试验方法,1997.
[2]范玉清.现代飞机制造技术[M].北京:北京航天大学出版社,1999.
[3]张春月,沙云东,苏志敏,航空薄壁结构高温声疲劳应力工程分析方法,沈阳航空工业学院学报,2007.
关键词:主要载荷;飞机过载;其他载荷
1.主要载荷
对于飞机的主要载荷,主要是通过分析飞机在飞行、起飞、着陆等运动中的受力,作用在飞机上的外力就是飞机的外载荷,对于飞机在飞行中的受力,主要是气流对飞机的阻力,飞机本身的重力,在飞机起飞前的受力有跑到对飞机的摩擦力,气流对飞机的阻力,如圖1。
对于飞机起飞过程中的载荷有质量力Rm,这种力是与飞机质量或者加速度相关的力,例如G,这种力可以分解成沿着飞机方向的Gsinθ力和沿着飞机垂直方向上的Gcosθ力;另一种起飞过程中的力为表面力Rf,所谓表面力就是直接接触到飞机表面的力,例如气流对飞机的提升力Y,发动机的推力也是表面力,起飞过程中的受力如图2。
2.飞机过载
飞机过载的概念就是飞机飞机表面力与飞机自身重量之比,用n表示,具体公式如下:
式中:Rf——飞机表面力;
G——飞机自身重力。
飞机的过载是一个可以为正数、也可以为负数的值,是一个与坐标方向有关的量,方向一致为正,相反为负,对于没有特殊要求的,一般过载系数为ny,因为在x、Z方向上的nx、nz比较小,力学分析图如图3。
对于飞机过载的意义它是飞机设计中需要依据的原始参数,它是与飞机状态密切相关的,对于飞机过载,在不同飞行模式下都会有过载,水平匀速飞机、垂直飞行、曲面飞行,同时还有特殊情况下,突然遇到大风、在飞机着陆时候,这种情况下,飞机的过载最大。
3.其他载荷
3.1热载荷
飞机在飞行过程中,会受到热载荷,飞机的动力装置,运行时候会产生大量的热,飞机飞行过程中,气流与飞机表面摩擦产生的热,太阳对飞机的热,这些都会产生热载荷。
飞机飞行过程中,产生热量后,会对飞机结构材料的轻度和刚度产生影响,会使它的性能下降,如果飞机长时间受热,材料还会产生蠕变,这样会破坏材料,使材料永久变形,所以飞机设计上对内部要有散热装置,较小热量,外边摩擦受热,材料选择航空材料,减小摩擦热。
3.2疲劳载荷
飞机疲劳破坏是在材料静强度非常小的情况下发生,所以发生疲劳破坏非常危險,会使飞机上设备工作不正常,从而影响飞机安全,图4反映了飞机在受到疲劳载荷时候,材料发生的破坏和性能指标变化。
在飞机飞行过程中,突风载荷和机动重复载荷是飞机的主要疲劳载荷,在设计上对这个需要着重分析。
结束语
在飞机飞行中还会受到其他的载荷,这种是特殊载荷,非正常状态下的载荷,发动机停机、飞机在着陆时候单轮着地,这种载荷都是特殊情况,在这种情况下,飞机机组人员一般都有应对策略,根据情况可以选择迫降,或者在继续飞行,无论飞机在飞行中受到怎样的载荷,飞机设计人员在设计之初都已经考虑在内,只有综合分析飞机载荷,才会避免飞机飞行中出现故障。
参考文献
[1]葛森,曹琦,邵闯主编,飞机壁板结构的高温声波疲劳试验方法,1997.
[2]范玉清.现代飞机制造技术[M].北京:北京航天大学出版社,1999.
[3]张春月,沙云东,苏志敏,航空薄壁结构高温声疲劳应力工程分析方法,沈阳航空工业学院学报,2007.