飞机结构基础

1.载荷系数的定义
用倍数的概念来表示飞机实际外力同重力之间的关系,是一个相对值。
表示飞机质量力与重力的比率。
2.飞行状态下和起飞着陆状态下载荷系统的区别
3.什么是疲劳载荷?飞机上典型疲劳载荷有哪些?
飞机长期使用---所受载荷多次重复---形成疲劳载荷。这种作用会导致结构的疲劳破坏。
主要类型:1)突风载荷2)机动载荷3)增压载荷4)着陆撞击载荷5)地面滑行载荷6)发动机动力装置的热反复载荷7)地-空-地循环载荷8)其他
4.什么是载荷谱?
飞机在使用过程中结构承受载荷随时间的变化历程。
5.机身功用及外载,什么是增压载荷四氯化锆
1)安置空勤组人员、旅客、装载燃油、武器、设备和货物;
2)将机翼、尾翼、起落架及发动机连接在一起,形成一架完整的飞机。
增压载荷:增压舱内的空气压力与周围大气空气压力之差。
6.机身结构设计首要要求
1) 需满足众多使用要求(最主要);
2) 总体协调性要好,这样有利于飞机减重;
3) 保证结构完整性前提下的最小重量要求;
4) 合理使用机身的有效容积,保证飞机性能;
5) 气动力要求主要是减小阻力;
6) 装载多,本身结构复杂,故对开敞性(便于维修)要求更高;
7) 良好的工艺性、经济性要求;
7.机身主要构件及其受力特性
8.机身典型受力型式及其特点
桁梁式:结构特点:有若干桁梁(如四根),桁梁强;长桁少且弱,甚至可以不连续;蒙皮薄。
受力特点:机身弯曲引起的轴向力主要由桁梁承担;剪力由蒙皮承担。在桁梁间布置大开口而不会显著影响机身抗弯强度和刚度。
桁条式:结构特点:无桁梁;长桁密且强;蒙皮较厚。
受力特点:机身弯曲引起的轴向力主要由桁条和较厚蒙皮组成的壁板承担;剪力由蒙皮承担。不宜大开口,抗弯、扭刚度大;蒙皮局部变形小,有利于改善气动性能。
硬壳式:结构特点:无桁梁,无桁条;蒙皮厚,与少数隔框组成机身。
空速管受力特点:机身总体弯、剪、扭引起的全部轴力和剪力由厚蒙皮承担;隔框用于维持机身截面形状,支持蒙皮、承担框平面内的集中力。不宜大开口,机身实际应用很少,只适于局部气动载荷较大,要求蒙皮局部刚度大的部位,如机头、尾锥等。
9.开口与口盖的分类
开口的分类:通常按尺寸分为:大开口、中开口和小开口。
口盖的分类(1)按使用特性:快卸口盖;一般口盖
(2)按受力特性:不受力口盖;只承受口盖上局部气动载荷,并传给基体结构;受剪口盖;受轴向力口盖。
10.飞机上常用的材料有哪些
铝合金;镁合金;钛合金;刚。
11.钛合金的优、缺点
优点:很高的比强度和热强性,耐蚀性好(表面氧化膜可以稳定到550°C)。
缺点:切削、热加工性能差,冷加工性能差,硬度低,耐磨性差
12.什么是复合材料,其优缺点
定义:由两种或两种以上分别称为基体和增强体组分材料组成的材料。
优点:很高的比强度和比刚度,良好的抗疲劳性和破断安全性,对应力集中敏感度低,减振性好,很好的耐蚀性和无线电透波性,成型工艺性好。
缺点:各向异性,层间强度低,机械连接复杂,对冲击损伤敏感;对湿、热环境较敏感。
13.机轮式起落架主要有哪几个组成部分?
支柱、减震器、机轮
14.起落架外载荷有哪些?
着陆撞击载荷;滑跑冲击载荷;刹车载荷;静态操纵载荷和地面停放载荷;起转、回弹载荷;
15.起落架的布置型式有哪些?
前三点式;后三点式;自行车式;多支柱式。
16.说明前三点式起落架具有航向稳定性的原理
两主轮上的摩擦力合力绕飞机重心的力矩将减小偏向,使飞机转回原来方向滑跑。
17.扭力臂的功用
阻止内外筒相对转动,因内外筒之间无法直接传递扭矩
18.摇臂式起落架的优点有哪些?
1) 对前方撞击、垂直撞击减震较好;
2) 减震器上受到力大于机轮上的力→行程小→起落架高度可较小;
3) 减震器受弯矩小或不受弯矩→减震器密封性好→气体压力大(50MPa)→行程小→支柱短→起落架高度可较小;
19.了解什么是半轴式、半轮叉式及轮叉式起落架及其特点
20.多支点(多轮多支柱)起落架的优点
均匀受力、地面滑跑时的振动不致传到机身上;可使机轮半收缩,实现下蹲和倾斜。
21.什么是减震器的效率系数和热耗系数
表示功量曲线的充实度,反映吸能效率的大小。
效率系数=实际吸收能量/理想吸收能量
表示压缩和伸展曲线所围面积的大小程度,反映消耗能量的能力大小。
Χ=实际耗散能量/实际吸收能量
22.油气式减震器典型构造、工作原理,载荷由哪三种力组成
载荷:气体弹簧力+油液阻尼力+摩擦力
23.根据充填压力不同对轮胎的分类
低压轮胎:0.25~0.35Mpa
中压轮胎:0.35~0.65Mpa
高压轮胎:0.65~1.0Mpa
超高压轮胎:>1.0Mpa
24.什么是机轮摆振及其防范措施
当飞机在地面高速滑跑时,若前轮受外界影响发生偏移,会在自身弹性力和地面摩擦力的交替作用下绕轴线左右摇摆
防范措施:增大稳定距;提高轮胎、支柱刚度;装备减摆器
25.飞机前轮纠偏装置
1)凸轮式内纠偏装置
这种形式简单可靠,故得到广泛采用,只是缓冲器内部的构造稍复杂些,另外,缓冲器支柱也会较长一些。(因凸轮占据了一部分长度)
2)滚棒凸轮式纠偏装置
3)楔杆式外纠偏装置
这种装置不够完善,因为有可能在放下着陆前遇侧向力而使前轮偏转,不能完全保证着陆时的中立位置。
26.什么是飞机的三轴平衡?
纵轴(OX)——横滚
立轴(OY)——偏航
横轴(OZ)——俯仰
27.飞机飞行操纵系统由哪几个部分组成?
主操纵系统:副翼;升降舵;方向舵
辅助操纵系统:增升装置:后缘襟翼、前缘襟翼和缝翼
增阻装置:(飞行、地面)扰流板
水平面
警告系统:起飞警告;失速警告
28.飞机飞行操纵系统的要求?
1)足够刚度和强度,最小重量;
2)驾驶员的手、脚操纵动作与人体运动习惯相适应;
3)操纵灵敏,构件变形和间隙小;
4)飞行受力过程中,操纵系统不应发生卡阻;
5)各舵面的操纵要求互不干扰;
6)操纵时,既要轻便,也要有操纵力感,并随飞机飞行状态变化而变化。
29.飞机主操纵系统发展的几个阶段。
1)简单机械操纵系统
2)可逆向助力操纵系统
3)不可逆助力操纵系统
4)具有增稳功能的全助力操纵系统
5)具有控制增稳功能的全助力操纵系统
6)电传操纵系统
7)光传操纵系统
30.操纵传动机构的类型及特点。
舵角指示器软式——钢索、滑轮
必须两根钢索组成回路实现双向操纵;重量轻、占空间小、容易绕过其他部件;易拉长、磨损,易振动。
硬式——传动杆、摇臂
刚度大,不易变形、振动;重量大、占空间大、不易绕过其他部件;
混合式
31.什么是舵面补偿?有哪些类型?
随着飞行速度的提高和舵面尺寸的增大,舵面铰链力矩和操纵杆力也相应增大,为了减小铰链力矩和杆力,采用舵面补偿装置进行空气动力补偿。
轴式补偿随动补偿片
角式补偿反补偿片
内封补偿弹簧补偿片
调整片
32.增升装置一般有哪些?其原理是什么?
现代民航飞机增升装置主要包括:前、后缘襟翼和前缘缝翼。
机翼增升原理:L=0.5ρV2SC L
33.扰流板的作用有哪些?
地面扰流板:当飞机着陆时,地面扰流板可完全打开,从而卸除机翼的升力,提高刹车效率,同时增大阻力,从而缩短飞机的着陆滑跑距离。
飞行扰流板:一是作为减速板使用,可由减速控制手柄控制,可使左右侧的飞行扰流板同时打开,用于飞机空中减速,另一个作用是配合副翼进行横滚操纵。
34.什么是速度配平和马赫配平。
根据计算空速的变化对水平面配平。空速增加时飞机进行抬头配平,空速减小时进行低头配平。
修正低头力矩,改善或消除飞机在跨音速区速度不稳定。
当速度达到产生自动下俯现象数值时,马赫数配平装置自动操纵水平面或升降舵向上偏转一个角度。
属高速配平,只有飞行马赫数升高到某值,(如B747达到0.86M),才开始工作。
35.座舱环境控制系统的基本任务。
使飞机的座舱和设备舱在各种飞行条件下具有良好的环境参数,以满足飞行人员、乘客和设备的正常工作和生活条件
36.座舱环境参数主要有哪些?什么是座舱高度、座舱余压、座舱高度变化率?
座舱空气的温度、压力;温度、压力的变化速率;空气流量、流速、清洁度;噪音。
座舱高度:座舱内空气的绝对压力值所对应的标准气压高度
座舱余压:座舱内空气的绝对压力值与外部大气压力之差就是
座舱空气的剩余压力,简称余压
座舱高度变化率:单位时间内座舱高度的变化速率
37.现代飞机气源系统的作用。
提供具有一定流量、压力和温度的增压空气,以保证座舱温度控制和增压控制。
38.冷却系统有哪几类,了解其工作过程。
涡轮风扇式(涡轮通风式)冷却系统
涡轮压气机式(升压式)冷却系统
涡轮压气机风扇式(三轮式)冷却系统
湿度控制
39.飞机温度控制方式有哪几种。
纯混合比控制;纯混合比控制;热路控制;旁路控制
40.增压控制原理。实施预增压的原因。
原理:通过控制座舱供气量和排气量,控制座舱压力及其变化规律。为保持压力控制与温度控制相互独立,飞机座舱压力控制一般都采用保持供气量不变,而改变排气量的方法。
原因:防止起飞、着陆过程中飞机姿态的突然改变使座舱压力波动。
41.飞机氧气系统功用及组成。
功用:保证飞机座舱失密后的供氧,以及飞行中的紧急医疗救助、着火和其他紧急情况。
一、机组氧气系统:1、氧气瓶2、氧气面罩和调节器
二、乘客氧气系统:化学氧气发生器
三、手提氧气系统:1、手提氧气瓶2、保护呼吸设备
42.飞机结冰对飞行性能的影响。
1)翼型阻力增加,升阻比降低
破坏原来的流线外形,使气流产生局部分离,增大摩擦阻力和压差阻力。结冰后阻
力相对升力增加更快,升阻比降低,机翼空气动力品质变坏。
2)临界迎角减小
失速提前且更猛烈。
黄军导航3)飞机操纵性能恶化
低速飞行时有失速危险;机翼和尾翼严重结冰会引气飞机机械抖动,操纵机构结冰
可能会引起卡阻现象。
卡口系统
43.飞机防冰、除冰方法。
一、机械除冰系统:利用气动力使冰破碎,借助高速气流将冰吹掉。
二、电热防冰系统:通过向加温元件通电产生热量,使冰融化。主要应用于小面积、小部件的防冰,如:空速管、迎角探测器、总温探头、水管、驾驶舱风挡、螺旋桨等。
三、液体防冰系统:一种物理防冰方法,借助某种液体(防冻液)减小冰与飞机表面附着力或降低飞机表面冻结温度。
四、热空气防冰系统:热源充足,能量大,常用于机翼、尾翼、发动机唇口大面积防冰。
五、电脉冲除冰系统:一种高效节能除冰方法,通过发生电脉冲,使待除冰区域产生高频振动,使冰
脱落。
六、防止飞机某些关键区域或部件结冰,在雨天飞行时,保证驾驶舱风挡的干燥,使其不会防碍驾驶员视线。
44.驾驶舱风挡排雨方法。
一、风挡刮水刷系统
二、化学排雨剂系统
三、永久性防水涂层
四、气动排雨系统
45.现代飞机燃油系统的主要功用。
一、储存燃油;
二、在规定的飞行条件下安全可靠地把燃油输送到发动机及APU;
三、调整重心位置,保持飞机平衡和机翼结构受力;
四、为发动机滑油、液压油提供冷却。
46.航空煤油和航空汽油的应用。
航空汽油:活塞发动机;航空汽油:燃气涡轮发动机。
47.燃油增压泵和引射泵的工作原理。
燃油增压泵:多采用电动离心泵:通过离心力的作用,将机械能转换为液压能。
引射泵:没有运动部件,燃油泵出口压力作为引射泵的动力流。
48.燃油通气系统的作用。
一、平衡油箱内外压差,保证加、抽、供油的正常进行;
二、避免产生过大压差损坏油箱结构;
三、避免出现空隙现象,提供一定的正压力作用在油平面上,减少燃油的蒸发,提高增压泵的供油能力。
49.飞机供油顺序的控制。
地球仪制作方法简单一般采用先消耗机身内中央油箱的油液,后用两翼油箱油液。
50.燃烧的三要素。
燃料、热源、氧气。
51.火的四种类型。

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