1、2015 年飛機(jī)構(gòu)造學(xué)課程結(jié)業(yè)報(bào)告超輕型飛機(jī)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)院系創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院專(zhuān)業(yè)飛行器制造工程班級(jí)S201302學(xué)號(hào)2姓名郭凱麗指導(dǎo)教師 鄧忠林沈陽(yáng)航空航天大學(xué)2015年 12 月超輕型飛機(jī)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)摘要： 超輕型飛機(jī)是 70 年代以來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)飛機(jī)，超輕型飛機(jī)有許多特點(diǎn)， 它的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在“超輕”二字上，那就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 起降方便、低空低速性能好、 駕駛 容易、運(yùn)輸使用和維護(hù)方便、 經(jīng)濟(jì)安全等，是一種易普及推廣的大眾航空器。近幾年超輕 型飛機(jī)在我國(guó)發(fā)展很快， 主要用于娛樂(lè)和體育運(yùn)動(dòng)， 很多民間的航空體育俱樂(lè)部進(jìn)行會(huì)員訓(xùn) 練也多選用此類(lèi)飛機(jī)。 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高， 超輕

2、型飛機(jī)飛行運(yùn)動(dòng)， 將有 更廣泛的前景。進(jìn)一步發(fā)展有可能在農(nóng)、林、牧、漁業(yè)、偵察、巡邏和短途交通等方面得到 使用。關(guān)鍵詞： 超輕型 特點(diǎn)一、全機(jī)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)一架超輕型飛機(jī)的空機(jī)重量一般認(rèn)為不應(yīng)超過(guò) 115 公斤（對(duì)單座飛機(jī)）和 150 公斤（對(duì)雙座飛機(jī)）。大多是由鋁合金和尼龍布， 輕木，硬泡沫等材料構(gòu)成， 再裝上一臺(tái)幾十馬力的小發(fā)動(dòng)機(jī)即可飛行， 多數(shù)為無(wú)座艙或半座艙式， 有簡(jiǎn)單的 飛行儀表和發(fā)動(dòng)機(jī)儀表。我設(shè)計(jì)的是超輕型無(wú)人固定翼飛機(jī)，飛機(jī)的總體外形結(jié)構(gòu)如下圖所示。飛機(jī)總體結(jié)構(gòu)組成有機(jī)身、機(jī)翼、左右馬達(dá)、左右螺旋槳、尾翼。二、機(jī)翼部件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用雙發(fā)固定翼螺旋槳飛機(jī)， 機(jī)翼是飛機(jī)產(chǎn)生升力的

3、部件， 左右兩個(gè)馬達(dá)安裝在機(jī)翼的外緣，馬達(dá)通過(guò)軸和螺旋槳連接，提供飛行動(dòng)力。三、機(jī)身部件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)機(jī)身的主要功用是裝載， 也是飛機(jī)其他結(jié)構(gòu)部件的安裝基礎(chǔ)， 將尾翼、 機(jī)翼 及發(fā)動(dòng)機(jī)等連接成一個(gè)整體。 由于是無(wú)人駕駛飛機(jī)， 故不用考慮人的感受， 設(shè)計(jì) 飛機(jī)機(jī)身外形時(shí)不用考慮外載對(duì)人的受力影響。由于無(wú)人駕駛， 為了使飛機(jī)的氣動(dòng)性能更好， 機(jī)身的頭部可以設(shè)計(jì)為一個(gè)孔 進(jìn)氣，如圖中所示，為了減少阻力，減小摩擦，頭部可以設(shè)計(jì)得尖一點(diǎn)兒和窄一 點(diǎn)兒，機(jī)身顯得更加小巧。四、尾翼部件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)尾翼是用來(lái)平衡、 穩(wěn)定和操縱飛機(jī)飛行姿態(tài)的部件， 通常包括垂直尾翼 （垂 尾）和水平尾翼（平尾）兩部分。垂直尾翼由

4、固定的垂直安定面和安裝在其后部 的方向舵組成， 水平尾翼由固定的水平安定面和安裝在其后部的升降舵組成， 一 些型號(hào)的飛機(jī)升降舵由全動(dòng)式水平尾翼代替。方向舵用于控制飛機(jī)的航向運(yùn)動(dòng)， 升降舵用于控制飛機(jī)的俯仰運(yùn)動(dòng)。五、部件連接接頭設(shè)計(jì)機(jī)身結(jié)構(gòu)把機(jī)冀、尾翼、起落架，有時(shí)還有發(fā)動(dòng)機(jī)，通過(guò)各種連接接頭連成 一個(gè)整體。這些連接設(shè)計(jì)，其中尤其是機(jī)翼一機(jī)身連接設(shè)計(jì)是飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最 重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之一。 這一方面固然是由于這些連接的重要性， 同時(shí)還因?yàn)樵跈C(jī) 冀一機(jī)身對(duì)接區(qū)這些部件的對(duì)接構(gòu)件可能和其他多個(gè)構(gòu)件還有連接關(guān)系， 受載情 況復(fù)雜，有多重傳力路線(xiàn)， 不易得到正確的分析結(jié)果， 且構(gòu)件的連接部位和連接 元件

5、（ 如大模鍛件接頭、耳片接頭、連接螺栓等等 ）往往對(duì)疲勞開(kāi)裂敏感。1. 機(jī)翼和機(jī)身聯(lián)接在飛機(jī)機(jī)翼和機(jī)架聯(lián)接中， 為了不削弱機(jī)翼的結(jié)構(gòu)功能， 特別地， 機(jī)身機(jī)架 的上殼通常在連接區(qū)域中打開(kāi)， 其中在機(jī)身機(jī)架中形成凹部。 在機(jī)身機(jī)架凹部的 區(qū)域中，機(jī)翼通過(guò)多個(gè)聯(lián)接構(gòu)件連接到機(jī)身機(jī)架， 使得機(jī)身機(jī)架最后從機(jī)翼上懸 吊。此次設(shè)計(jì)中機(jī)翼為單塊式， 讓中央翼翼盒貫通機(jī)身。 此時(shí)機(jī)翼為上單翼布置， 和機(jī)身部位安排的矛盾不大， 可以讓翼盒通過(guò)， 由于機(jī)身內(nèi)部空間緊張， 通常不 可能讓中央翼通過(guò)， 此時(shí)只能在機(jī)身兩側(cè)用幾個(gè)集中接頭和之連接， 但應(yīng)盡量將 其緣條穿過(guò)機(jī)身， 或作為框的一部分通過(guò)。 當(dāng)在機(jī)身側(cè)邊對(duì)按時(shí)， 通常結(jié)合翼根 處較強(qiáng)的梁和墻的數(shù)量來(lái)安排接頭和加強(qiáng)框的數(shù)量。2. 尾翼和機(jī)身聯(lián)接一般情