1、1,第五章 飞行器的构造,2,5.1 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,3,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
2、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。,4,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
3、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。,5,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；
4、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,6,5.2 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。,7,5.2 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
5、硬壳式和硬壳式的囊体由硬式骨架，表面蒙气囊材料构成。,8,5.2 航空器的构造：气球和飞艇的基本构造,9,5.2 航空器的构造：气球和飞艇的基本构造,10,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,11,1、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,12,1、机翼和尾翼,（2）外力在结构中引起的内力,13,
6、1、机翼和尾翼：机翼骨架结构,14,1、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,15,机翼的受力构件：翼梁,16,机翼的受力构件：桁条,各种剖面的桁条,17,机翼的受力构件：翼肋,18,1、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,19,机翼的构造形式：蒙皮骨架式,20,机翼的构造形式：整体壁板式,2
7、1,机翼的构造形式：夹层式,22,2、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,23,机身的构造形式：整体壁板式,24,机身的构造形式：蒙皮骨架式（桁梁式、桁条式和硬壳式）,25,3、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,26,起落架的种类：轮式,27,起落架的种类：滑撬
8、式（直9）,28,起落架的种类：滑撬式,29,起落架的种类：船身式或浮铜式,30,起落架的种类：船身式或浮铜式,水轰五,31,起落架的种类：滑车式,水轰五,32,典型起落架的组成,33,起落架的布置形式 :后三点式,34,起落架的布置形式 :后三点式,35,起落架的布置形式 :后三点式,36,起落架的布置形式 :前三点式,37,起落架的布置形式 :前三点式,38,起落架的布置形式 :自行车式,39,3、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
9、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,40,辅助起落装置,41,辅助起落装置,42,辅助起落装置,43,辅助起落装置,44,5.3 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。,45,卫星的基本结构,46,卫星的基本结构,47,卫星的基本结构,48,卫星的基本结构,火星探测
10、器,49,卫星的基本结构,哈博太空望远镜,50,卫星的基本结构,哈博太空望远镜,X射线天文望远镜,51,载人飞船的基本结构,哈博太空望远镜,X射线天文望远镜,“阿波罗”载人宇宙飞船,52,载人飞船的基本结构,哈博太空望远镜,X射线天文望远镜,“神舟-5”载人宇宙飞船,53,载人飞船的基本结构,哈博太空望远镜,X射线天文望远镜,“联盟号”宇宙飞船,54,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,55,航天飞机的基本结构,前苏联航天飞机,美国航天飞机,56,航天飞机的基本结构,前苏联航天飞机,57,航天飞机的基本结构,前苏联航
11、天飞机,58,航天飞机的运输,前苏联航天飞机,59,航天飞机的运输,前苏联航天飞机,60,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，多次重复使用。,美国航天飞机,前苏联构想,61,空天飞机的组成和飞行方式,美国航天飞机,62,空天飞机的组成和飞行方式,美国航天飞机,63,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，基本组成有：能源舱、工作舱、生活舱、太阳能电
12、池阵，姿态控制系统、通讯系统、对接系统和连接过渡舱等。,美国航天飞机,64,空间站功用和组成,美国航天飞机,和平号空间站,65,空间站功用和组成,美国航天飞机,和平号空间站,阿尔发国际合作空间站,66,5.4 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。 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,美国航天飞机,67,5.4 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。 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
13、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,美国航天飞机,68,世界著名火箭,美国航天飞机,69,长征系列火箭,美国航天飞机,70,世界著名火箭,美国航天飞机,71,世界著名火箭,美国航天飞机,72,世界著名火箭,73,世界著名火箭,74,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 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,美国航天飞机,75,一、有翼导弹,1、组成和功用 战斗部系统：摧毁目标 动力系统：提供飞行动
14、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,美国航天飞机,76,一、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（2）按弹翼周向分布：平面形， X形，十字形,美国航天飞机,77,一、有翼导弹,78,一、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，一般采用喷气发动机或冲压发动机。,美国航天飞机,79,二弹道导弹,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,80,二弹道导弹,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,美国航天飞机,81,二弹道导弹,美国航天飞机,摆动发动机,82,二弹道导弹,美国航天飞机,二次喷射技术,83,二弹道导弹,美国航天飞机,84,二弹道导弹：多弹头控制方式,美国航天飞机,集束式多弹头,85,二弹道导弹：多弹头控制方式,美国航天飞机,集束式多弹头,分导式多弹头,86,二弹道导弹：多弹头控制方式,美国航天飞机,集束式多弹头,机动式多弹头,
