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第1章 绪论 1

1.1 飞机结构设计在飞机设计中的位置 1

1.1.1 飞机的研制过程 1

1.1.2 飞机结构设计的地位 2

1.2 飞机结构设计的原始条件 3

1.2.1 结构的几何形状协调 3

1.2.2 结构的外载荷 4

1.2.3 结构的使用条件 4

1.2.4 结构的生产条件 5

1.3 飞机结构设计的基本要求及其分析 5

1.3.1 飞机结构设计的四个基本要求 5

1.3.2 对基本要求的分析 6

1.4 飞机结构设计思想 7

1.4.1 飞机结构设计思想的演变 7

1.4.2 飞机结构设计的现代理论与先进技术 9

1.5 飞机结构设计的内容 9

1.6 飞机结构设计的方法与手段 10

1.6.1 设计方法的发展 10

1.6.2 设计技术的进步 11

1.6.3 设计手段的更新 12

1.7 本书的主要内容 12

第2章 飞机的外载荷 13

2.1 飞机结构上的主要载荷 13

2.1.1 坐标系 13

2.1.2 过载的概念 14

2.1.3 过载与加速度的关系 14

2.1.4 过载系数的实用意义 15

2.2 不同飞行状态下的过载 15

2.2.1 水平面内的匀速直线飞行 15

2.2.2 垂直平面内的曲线飞行 16

2.2.3 水平面内的曲线飞行 16

2.2.4 着陆过载 17

2.2.5 突风过载 18

2.2.6 局部过载 19

2.2.7 最大过载nymax 19

2.3 其他载荷情况 20

2.3.1 热载荷 20

2.3.2 噪声载荷 20

2.3.3 瞬时响应载荷 21

2.3.4 特殊情况的载荷 21

2.4 疲劳载荷 21

2.5 飞机设计规范简介 23

第3章 飞机结构分析与设计基础 26

3.1 基本元件的承力特性 26

3.1.1 紧固件 26

3.1.2 受力元件 26

3.1.3 受力构件 27

3.1.4 附注 28

3.2 结构传力分析的基本方法 29

3.2.1 传力分析的目的 29

3.2.2 传力分析模型 29

3.2.3 结构的传力特性 30

3.2.4 判别结构设计合理性的三条标准 32

3.3 飞机结构材料 32

3.3.1 常用飞机结构材料 32

3.3.2 不同情况下的比强度与比刚度 34

3.3.3 结构材料选取的基本方法 35

3.4 结构设计的基本理论 37

3.4.1 结构型式选择的基本参数和理论 37

3.4.2 结构型式选择的举例 39

3.4.3 结构元件强度与刚度的设计要点 43

3.4.4 结构元件强度设计与刚度设计的区别 44

第4章 机翼结构的分析与设计 46

4.1 机翼结构的设计要求 46

4.1.1 机翼的功用 46

4.1.2 机翼的结构设计要求 46

4.1.3 机翼的受载 47

4.1.4 机翼结构设计的原始依据 49

4.1.5 机翼结构设计的基本任务 50

4.2 机翼结构的主要受力构件 51

4.2.1 蒙皮 51

4.2.2 桁条 51

4.2.3 翼梁 52

4.2.4 纵墙 53

4.2.5 翼肋 54

4.3 直机翼结构的受力型式与传力分析 56

4.3.1 机翼结构的受力型式与特点 56

4.3.2 双梁式机翼的传力分析 57

4.3.3 其他梁式机翼的传力分析 63

4.3.4 单块式机翼的传力分析 65

4.3.5 多腹板式机翼的传力分析 67

4.4 后掠翼结构的传力分析 69

4.4.1 后掠翼的结构特点 69

4.4.2 后掠翼结构的受载特点 70

4.4.3 后掠翼的结构型式 70

4.4.4 梁式后掠翼传力分析 74

4.4.5 单块式后掠翼传力分析 79

4.4.6 前掠翼结构分析 80

4.5 三角翼结构的传力分析 82

4.5.1 平行梁式三角翼结构的传力分析 83

4.5.2 等百分比梁式三角翼结构的传力分析 84

4.5.3 内撑梁式三角翼结构的传力分析 85

4.6 结构受力型式的确定 86

4.6.1 确定机翼结构型式的基本参数 86

4.6.2 选择机翼结构受力型式的注意事项 88

4.6.3 布局优化设计技术 89

4.7 可变机翼结构的传力分析 89

4.7.1 可变后掠角机翼 90

4.7.2 可变安装角机翼 94

4.7.3 可折叠机翼 95

4.8 机翼主要受力构件的布置 97

4.8.1 主要受力构件布置的准则 97

4.8.2 受力构件布置的基本原则 98

4.8.3 机翼受力构件布置的步骤 99

4.9 机翼整体油箱设计 100

4.9.1 对整体油箱结构的设计要求 100

4.9.2 整体油箱的构造型式 101

4.9.3 整体油箱结构设计要点 101

4.9.4 整体油箱的密封 102

4.9.5 整体油箱密封结构变形设计 103

4.10 机翼结构的主要元构件设计 104

4.10.1 长桁设计 104

4.10.2 翼肋设计 108

4.10.3 梁的设计 108

4.10.4 机翼蒙皮与壁板的设计 111

4.10.5 集中力扩散件的设计 114

4.10.6 机翼开口设计 117

第5章 尾翼和控制面结构的分析与设计 122

5.1 尾翼的结构分析与设计 122

5.1.1 尾翼的功用和组成 122

5.1.2 尾翼的结构设计要求 123

5.1.3 尾翼的载荷 123

5.1.4 尾翼的结构型式 125

5.1.5 水平尾翼安定面的结构设计 125

5.1.6 垂直安定面 128

5.1.7 全动水平尾翼 131

5.2 操纵面的结构设计 136

5.2.1 副翼 136

5.2.2 升降舵和方向舵 139

5.2.3 扰流板和减速板 140

5.2.4 调整片 141

5.2.5 操纵面前缘缺口的补强设计 142

5.2.6 重量平衡 143

5.2.7 气动补偿 143

5.3 增升装置 144

5.3.1 增升装置的功用 144

5.3.2 增升装置的设计要求 145

5.3.3 前缘增升装置的结构设计 145

5.3.4 后缘增升装置的结构设计 147

第6章 机身结构的分析与设计 153

6.1 机身的功用与设计要求 153

6.1.1 飞机机身的功用 153

6.1.2 机身结构的设计要求 153

6.2 机身的外形 154

6.2.1 机身的横截面形状 154

6.2.2 机身的侧面形状 155

6.2.3 机身的基本参数 155

6.3 作用在机身上的外载荷 156

6.3.1 机身上的主要载荷 157

6.3.2 机身的内力图 157

6.4 机身基本承力构件的用途和构造型式 158

6.4.1 机身蒙皮 158

6.4.2 桁条和桁梁 159

6.4.3 机身的隔框 160

6.4.4 机身上蒙皮与骨架元件的连接 162

6.4.5 机身上的使用分离面和工艺分离面 164

6.5 机身结构的传力分析 166

6.5.1 机身结构的受力型式 166

6.5.2 机身结构的传力分析 169

6.6 机身结构型式的选择 171

6.6.1 机身的内部布置 171

6.6.2 机身结构型式的选择 171

6.7 机身结构主要受力构件的布置 172

6.7.1 框的布置 173

6.7.2 桁梁的布置 174

6.7.3 桁条的布置 175

6.7.4 蒙皮的布置 176

6.8 机身结构主要受力构件的设计 176

6.8.1 桁梁的设计 176

6.8.2 普通框的设计 177

6.8.3 加强框的设计 177

6.8.4 气密增压舱 182

6.8.5 座舱盖（罩）结构 185

6.8.6 地板结构 187

6.9 其他部件与机身的连接 188

6.9.1 机翼与机身的连接 188

6.9.2 尾翼与后机身的连接 194

6.9.3 起落架与机身的连接 196

6.10 机身开口与补强设计 196

6.10.1 侧边大开口 197

6.10.2 驾驶舱大开口 197

6.10.3 机身腹部大开口 199

第7章 起落架 201

7.1 起落架的功用 201

7.1.1 起落架的功用 201

7.1.2 起落架系统的组成 201

7.2 起落架的设计要求 203

7.2.1 对起落架的要求 203

7.2.2 起落架结构设计准则 203

7.2.3 起落架结构的试验 204

7.3 起落架的配置形式 205

7.3.1 后三点式起落架 205

7.3.2 前三点式起落架 206

7.3.3 自行车式起落架 207

7.3.4 多支柱式起落架 208

7.4 起落架的外载荷 208

7.4.1 着陆撞击载荷 209

7.4.2 地面滑行载荷 210

7.4.3 刹车载荷 211

7.4.4 转弯载荷 211

7.4.5 其他使用情况下的载荷 211

7.4.6 疲劳问题 212

7.5 起落架的结构型式及其受力分析 212

7.5.1 按起落架与机身连接方式分类 213

7.5.2 按起落架支柱的受载方式分类 214

7.5.3 按机轮的数量分类 218

7.5.4 按机轮的安装方式分类 222

7.6 机轮与刹车 222

7.6.1 轮毂 222

7.6.2 轮胎 223

7.6.3 刹车装置 225

7.7 起落架的减震缓冲装置 228

7.7.1 减震缓冲装置的用途 228

7.7.2 对减震缓冲装置的设计要求 229

7.7.3 减震缓冲器的类型 230

7.8 前起落架的设计特点 235

7.8.1 前轮的稳定距 235

7.8.2 前轮摆振和减摆装置 236

7.8.3 前轮操纵系统 238

7.8.4 前轮纠偏装置 239

7.9 起落架的收放机构 241

7.9.1 起落架的收放形式 241

7.9.2 收放机构的典型运动方式 242

7.9.3 收放位置锁 243

7.9.4 舱门机构及协调装置 246

7.9.5 应急放下装置 246

第8章 飞机的气动弹性 247

8.1 飞机气动弹性问题的提出 247

8.2 翼剖面上的特征点 248

8.3 静气动弹性现象 248

8.3.1 弹性变形对气动载荷分布的影响 248

8.3.2 变形发散 249

8.3.3 操纵面效率与操纵反效 251

8.3.4 气动弹性对飞机静稳定性的影响 253

8.4 动气动弹性现象 253

8.4.1 机翼的弯扭颤振 253

8.4.2 机翼弯曲—副翼偏转颤振 256

8.4.3 尾翼的颤振 257

8.4.4 操纵面颤振 259

8.4.5 非经典颤振问题 259

8.5 飞机防颤振设计中的试验工作 260

参考文献 262