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超轻型固定翼飞机

归档日期:07-18       文本归类:电离状态      文章编辑:爱尚语录

  沈航二号轻型固定翼飞机设计 指导老师: 邓忠林 设计者: 学号: 班级: S201202 超轻型飞机的设计主要包括总体 外形设计 尾翼设计 飞机的操纵系统 机身设计 机翼设计 渲染效果图 简介:超轻型飞机是按重量分类中最轻的一类飞机。 超轻型飞机有许多特点,它的主要特点体现在“超轻”二 字上,那就是结构简单、起降方便、低空低速性能好、驾 驶容易、运输使用和维护方便、经济安全等,是一种易普 及推广的大众航空器。超轻型飞机属民用航空类。 中文名称 超轻型飞机 性能 起降方便、 低空低速性能 好 分类方式 用途 按重量分类 民用航空类 质量 速度 不应超过 115 公斤 50-100 千米/小时左右 主要种类: 超轻型固定翼飞机 超轻型旋翼飞机 超轻型三角翼飞机 超轻型直升飞机 1 / 10 本作品属于超轻型固定翼飞机,适合一般机场起降,采 用复合材料制造,轻便,绿色。 轻型飞机总体外形设计二维图纸 俯视图 侧视图 主视图 利用 SolidWorks 绘的三维实体“沈航二号” 2 / 10 一:飞机主体结构 3 / 10 二,机翼结构设计 1,机翼的功用:机翼是飞机的一个重要部件,它的主要功用 是产生升力,此外还使飞机具有一定的横测安定性和操纵性。为了使 机翼更好的完成它在空气动力方面的各种功效,常在它的前缘,后缘 安装有襟翼,副翼,扰流片等各种副翼。机翼上的集中载荷和分布载 荷 :q a—气动分布载荷; q c—质量 分布载荷; 襟 翼 机身支反力。 机翼在外载作用下的剪力,弯矩,扭矩图。Q—机翼的剪力图; M—机 4 / 10 翼的弯矩图; 2,机翼外形 M t ---机翼的扭矩图。 机翼外形对于飞机的气动性能和结构性能有重要的影响,因此 选择合理的机翼平面形状 是非常重要的。该轻型飞机的机翼剖面形 状是平凸翼型,结构简单,便与生产,而且气动特性比较好,所以在 某些低速飞机上应用较多。 3,机翼的受力构件 机翼的受力构件包括内部的骨架和外部的蒙皮以及与机身连 接的接头,骨架由纵向元件 和横向元件组成,纵向元件有翼梁,长 桁,纵墙,横向元件有翼肋。 该轻型飞机采用的布局是:纵向元件包括翼梁,纵墙,横向 元件是翼肋。 A, 翼梁 翼梁是飞机中的主要受力构件,它承受机翼的剪力和弯矩。翼 梁主要由上下缘条和腹板组成,缘条承受由弯矩而产生的拉,压轴向 力;腹板承受剪切力。本机型采用的翼梁构造形式是工字形,沿长度 方向采用等强度设计。 腹板式翼梁的优点是在相同的高度和同等的重 量的情况下, 翼剖面形状, 把蒙皮传给它的局部气动力传给翼梁腹板, 腹板用来承剪,上下缘条用来承受因弯矩而产生的正应力,并连接蒙 皮,普通翼肋的腹板抗剪强度,本机型翼肋有较大的承受预度,因此 在腹板上开减轻孔以减轻重量。 带有立柱加强而腹板上无任何开孔, 其强度最大,这种结构的翼梁制造工艺简单,成本低,适用于轻型飞 5 / 10 机的设计与制造。 A, 纵墙 它是一根缘条很弱或无缘条的腹板式翼梁,位于机翼后缘的 纵墙可用来连接副翼和襟翼,它不能承受弯矩,主要用来承受剪力, 并与蒙皮构成闭室结构承受机翼扭矩。 B, 翼肋 本机型翼肋---构架式翼肋,由缘条,直支柱,斜支柱组成,用于结 构高度较大的机翼上。该飞机的翼肋按功用为普通翼肋,此种翼肋只 承受气动载荷,形成并维持 D,蒙皮 蒙皮是包围在骨架外面保持机翼气动外形的构件。该飞机机翼 还参与机翼的总体受力, 蒙皮与翼梁腹板所构成的机翼盒式梁受到由 各翼肋沿闭室周缘传来的引起机翼扭转变形的力矩。 4,机翼与机身的连接 该机属于低速小型飞机,故采用垂直耳片叉耳连接,连接螺栓 水平放置.接头在传递剪力 和弯矩时,螺栓均受剪切力作用。 三,机身构造设计 1,机身的功用 机身是飞机的一个重要的部件,它的主要功,用是装载人员,货 物,设备,,武器,燃料,发动机等,并把机翼,尾翼,起落架等部 件连接在一起,形成一架完整的飞 机。 2,该飞机机身的主要受力构件有: 6 / 10 隔框, 桁条, 蒙皮, 隔框采用普通隔框和环式加强 框共同作用, 普通加强框的作用是保持机身外形,, 支持蒙皮, 提高蒙皮的稳定性, 以利于承受局部空气动力载荷。 环式加强框用于机身与其它部件连接 处,机身内部 空间可以得到充分的利用。 4,机翼与机身的连接 该机属于低速小型飞机,故采用垂直耳片叉耳连接,连接螺栓水 平放置.接头在传递剪力 和弯矩时,螺栓均受剪切力作用。 三,机身构造设计 1,机身的功用 机身是飞机的一个重要的部件,它的主要功,用是装载人员,货 物,设备,,武器, 燃料,发动机等,并把机翼,尾翼,起落架 机。 等部件连接在一起,形成一架完整的飞 2,该飞机机身的主要受力构件有: 隔框,桁条,蒙皮,隔框采用普通隔框和环式加强 框共同作 用,普通加强框的作用是保持机身外形 ,,支持蒙皮,提高蒙皮的稳 定性,以利于承受局部空气动力载荷。环式加强框用于机身与其它部 件连接处,机身内部 空间可以得到充分的利用。 3,该飞机机身采用的是桁条式,机身的弯矩引起的轴向力全部由桁 条和较厚的蒙皮组 成的壁板承受, 蒙皮还承受机身扭矩产生的剪流 和水平与垂直两个面内的剪力, 由于它的蒙皮较厚不仅提高了机身的 抗扭刚度,而且法向刚度也较好。 四,尾翼构造设计 7 / 10 1,尾翼的功用是保证飞机的俯仰平衡和航向平衡,并使飞机具 有俯仰和航向的安全 性和操纵性.FY 型飞机的尾翼采用水平尾翼和 垂直尾翼组成。平尾由固定的水平 安定面和可偏转的升降舵组成, 垂直尾翼由固定的垂直安定面和可偏转的方向舵 组成。 五,飞机操纵系统 操纵系统是飞机的重要组成部分,它的作用是实现飞行员的飞行意 图,完成飞行任 务。该飞机采用电传航电操作。 沈航二号操作系统示意框图 8 / 10 六,起落架的设计 飞机起落架是供起飞,降落,在陆地滑跑,滑行和停放等作用, 吸收着陆时的撞击能量和改善起降性能。 该飞机的起落架采用的是后三点带撑杆的支柱式起落架,支柱式 起落架常用在起落架较高,着陆速度较低,用于主起落架上。 该型飞机起落架的减震器采用的是油气式减震器。在气体减震器 的结构上增加油液和限流孔, 活塞的运动就会迫使油液来回挤压过限 流控,由于流速很高,摩擦阻力很大,油液流经限流孔摩擦生热,将 其撞击能变为热能散失掉。 注:由于为了模拟沈航二号飞行姿态,便于渲染,所以在设计机 身时未画出起落架,如果建造和设计经济允许,建议采用可收缩式起 落架 。 七,动力装置 该飞机的发动机采用一台, 虽然推力有限, 不如多台发动机安全, 但是此可使飞机结构简化,气动性能较好,维护比较容易。该飞机采 用后置机翼推进式螺旋桨。便于增加飞行视角。 9 / 10 碳纤维螺旋桨 八,最终渲染效果图 版社,王志瑾,姚卫星 10 / 10

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