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時(shí)間:2011-02-10 15:42來(lái)源:藍(lán)天飛行翻譯 作者:admin
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飛機(jī)機(jī)體—發(fā)動(dòng)機(jī)一體化、隱身—結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)以及飛控 火控 動(dòng)力綜合控制與結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計(jì)等。在具體技術(shù)設(shè)計(jì)階段— ——結(jié)構(gòu)的打樣設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)中,則有結(jié)構(gòu)—環(huán)境—材料—工藝的綜合設(shè)計(jì)考慮;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求按強(qiáng)度、剛度、疲勞(或耐久性)、損傷、壽命等多目標(biāo)優(yōu)化綜合設(shè)計(jì)等。在第五 "七章中將就如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)的性能(包括結(jié)構(gòu)完整性、重量特性、生存性、可靠性、維修性、保障性)和飛機(jī)技術(shù)要求以及全壽命周期費(fèi)用之間的權(quán)衡折衷,結(jié)合實(shí)例,做初步分析。在實(shí)際設(shè)計(jì)中一般應(yīng)對(duì)幾種方案進(jìn)行對(duì)比論證,以求取得最滿意的設(shè)計(jì);
自 年代中期發(fā)展起來(lái)的并行工程方法可更好地實(shí)現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)的最佳效果。理想的并行工程體制需要一個(gè)廣泛的計(jì)算機(jī)環(huán)境,以形成一個(gè)集成的信息管理環(huán)境和決策支持環(huán)境,但這并不妨礙在尚未具備十分完善的客觀條件的情況下,利用已廣泛應(yīng)用的不同程度的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),用并行工程的基本原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。正如第一章所介紹的,并行工程方法強(qiáng)調(diào)綜合和聯(lián)合工作。這體現(xiàn)在從研制一開(kāi)始就綜合考慮全壽命周期中的所有因素,建立多學(xué)科、跨專(zhuān)業(yè)的聯(lián)合工作集體,協(xié)同工作。對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)以下各個(gè)環(huán)節(jié):設(shè)計(jì)(焦點(diǎn))、材料與工藝、生產(chǎn)制造、工藝裝備、可維護(hù)性和可修理性以及應(yīng)力分析等環(huán)節(jié)的各方面有關(guān)人員,包括飛機(jī)的用戶,從設(shè)計(jì)初期起乃至設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均共同介入,不斷進(jìn)行協(xié)同工作和審查,以便將生產(chǎn)、使用和保障階段可能出現(xiàn)的問(wèn)題消滅在設(shè)計(jì)階段,以避免過(guò)多地反復(fù)修改,從而可在較短周期內(nèi)獲得高性能、低成本的產(chǎn)品。
二、飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原始依據(jù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容
在第五、六兩章中將主要介紹機(jī)翼、尾翼與機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的某些共同性問(wèn)題。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之初一般已有以下原始依據(jù):
飛機(jī)的類(lèi)型、性能和全機(jī)主要參數(shù),如翼載 % & ’ (( ’為起飛重力, (為機(jī)翼面積)、設(shè)計(jì)載荷系數(shù) )*等;
由總體設(shè)計(jì)確定的外形參數(shù),如機(jī)翼展長(zhǎng) +、展弦比 、后掠角 ,、翼型相對(duì)厚度 -、機(jī)身的長(zhǎng)度與高度等;
機(jī)翼與機(jī)身的相對(duì)位置— ——上單翼、中單翼還是下單翼;機(jī)翼能否以某種形式貫穿機(jī)身,或是分兩半在機(jī)身側(cè)邊與機(jī)身連接;
機(jī)翼、機(jī)身的內(nèi)部裝載,與發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架和武器外掛的連接協(xié)調(diào)關(guān)系;
通過(guò)計(jì)算給出的所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的載荷數(shù)據(jù)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本上分打樣設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)(也稱(chēng)工作設(shè)計(jì))兩個(gè)階段。并行工程原理所要求的對(duì)“一”中提及的各因素的權(quán)衡分析應(yīng)貫穿在整個(gè)設(shè)計(jì)工作中。只是對(duì)強(qiáng)度、剛度、損傷容限、耐久性(后兩項(xiàng)可視不同型號(hào)飛機(jī)的具體要求改用損傷容限、疲
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勞配套方案)等設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的綜合考慮,在兩個(gè)階段中側(cè)重點(diǎn)和深度、細(xì)化程度有所不同。
"打樣設(shè)計(jì)
主要工作內(nèi)容如下:根據(jù)使用要求和協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行機(jī)翼、機(jī)身中各項(xiàng)裝載的內(nèi)部安排;選擇部件的結(jié)構(gòu)型式,布置主要受力構(gòu)件;選擇分離面,確定對(duì)接方式和接點(diǎn)位置;然后初步確定主要結(jié)構(gòu)元件的剖面尺寸和蒙皮分塊;還應(yīng)確定維護(hù)檢查口蓋的位置、大小。上述的結(jié)構(gòu)布局工作主要以強(qiáng)度和損傷容限準(zhǔn)則為基礎(chǔ),之后進(jìn)行耐久性打樣設(shè)計(jì)。打樣設(shè)計(jì)階段損傷容限、耐久性設(shè)計(jì)主要從材料、應(yīng)力水平控制、結(jié)構(gòu)布局(結(jié)構(gòu)型式選擇和主要受力構(gòu)件布置)和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)四個(gè)因素考慮。然后確定關(guān)鍵件和重要細(xì)節(jié)部位,對(duì)它們,特別是重要承力構(gòu)件的連接區(qū)做初步分析,必要時(shí)還須配以一定的試驗(yàn)研究。除上述各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則外,設(shè)計(jì)中還必須綜合考慮結(jié)構(gòu)的工藝性以及滿足內(nèi)部裝載和管道、電纜、附件等系統(tǒng)的位置協(xié)調(diào)和使用維護(hù)要求。最后繪出打樣圖,并根據(jù)梁、長(zhǎng)桁、肋(或框)的布置結(jié)果,繪出機(jī)翼(或機(jī)身)的結(jié)構(gòu)理論圖。
須指出的是,上述有些工作是和飛機(jī)總體設(shè)計(jì)工作同時(shí)進(jìn)行的。如美國(guó)的 %戰(zhàn)斗機(jī)曾論證了 &’種機(jī)翼平面形狀以及機(jī)翼與機(jī)身的相對(duì)位置和連接關(guān)系。每一種方案均論證了它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上實(shí)施的可能性和優(yōu)缺點(diǎn),最后確定最終方案。
("詳細(xì)設(shè)計(jì)(工作設(shè)計(jì))
進(jìn)行機(jī)翼、機(jī)身結(jié)構(gòu)元件,包括壁板(蒙皮和長(zhǎng)桁)、梁、肋、框的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。選擇各構(gòu)件的構(gòu)造形式、材料,確定其幾何尺寸和構(gòu)件間的連接。其間應(yīng)對(duì)損傷容限、耐久性打樣設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)一步深化和細(xì)化,除對(duì)關(guān)鍵件的總體尺寸和局部細(xì)節(jié)尺寸精確確定外,還要對(duì)公差、表面粗糙度、表面處理及特殊加工工藝和檢測(cè)方法等進(jìn)行精確控制。同時(shí)結(jié)構(gòu)分析人員作結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和顫振的校核計(jì)算,并進(jìn)行更為細(xì)致深入的損傷容限、耐久性分析;完成必要的試驗(yàn),給出檢查周期和經(jīng)濟(jì)壽命。
最后設(shè)計(jì)若已滿足各方面的設(shè)計(jì)要求,即可發(fā)出全部生產(chǎn)圖紙。
第二節(jié) )機(jī)翼結(jié)構(gòu)型式選擇
一、機(jī)翼內(nèi)部布置
機(jī)翼的內(nèi)部布置是機(jī)翼結(jié)構(gòu)布局時(shí)必須考慮的因素之一,同時(shí)為了使讀者對(duì)機(jī)翼全貌有一了解,現(xiàn)結(jié)合實(shí)例對(duì)此做簡(jiǎn)單介紹。現(xiàn)代軍用飛機(jī)和旅客機(jī)機(jī)翼的重要特點(diǎn)是機(jī)翼前緣、后緣基本上都為活動(dòng)面,固定的受力盒段結(jié)構(gòu)內(nèi)基本上均作放置燃油的油箱艙和收藏主起落架之用。 •(%(•
 
二、機(jī)翼結(jié)構(gòu)型式的選擇
機(jī)翼結(jié)構(gòu)的典型受力型式有薄蒙皮梁式、單塊式、多墻式(或多梁式)以及它們的混合式。
機(jī)翼結(jié)構(gòu)型式的選擇與多方面因素有關(guān),必須結(jié)合每一架具體飛機(jī)綜合考慮,然后在幾種可行方案中經(jīng)綜合分析,選出一種既能滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求而結(jié)構(gòu)重量最輕的一種。
影響結(jié)構(gòu)型式選擇的有以下各主要因素。 "不同結(jié)構(gòu)型式的受力特性及其與機(jī)翼幾何參數(shù)的關(guān)系現(xiàn)代飛機(jī)除某些輕型、超輕型飛機(jī)外,多數(shù)飛機(jī)速度較大,此時(shí)采用單塊式、多墻
(或多梁)式比較有利。與薄蒙皮梁式相比,它們用以承受機(jī)翼主要內(nèi)力———彎矩 的壁板或厚蒙皮的面積更為分散,故翼盒的有效高度 %&&大,結(jié)構(gòu)效率較高,且彎、扭剛度大。后掠機(jī)翼剛度特性較直機(jī)翼差,一般當(dāng)相對(duì)厚度 ’較大時(shí),選用彎—扭剛度較好、受正應(yīng)力元件的面積較分散、使 %&&較大的單塊式結(jié)構(gòu)比較合適。速度更大的超音速戰(zhàn)斗機(jī) ’很小,則選用受正應(yīng)力元件面積更為分散、%&&相對(duì)更大的厚蒙皮多墻(或多梁)式結(jié)構(gòu)更好些。但并不是任何情況下受正應(yīng)力元件愈分散愈好。為此可以提出兩個(gè)與設(shè)計(jì)原始依據(jù)—
 
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