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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nymax19

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