飞机尾翼设计原理

飞机尾翼设计毕业论文

1.什么叫鸭式布局

鸭式布局,是一种十分适合于超音速空战的气动布局。

早在二战前,前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且前翼和机翼可以同时产生升力,而不像水平尾翼那样,平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。 早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名。

采用鸭式布局的飞机的前翼称为“鸭翼”。战机的鸭翼有两种,一种是不能操纵的,其功能是当飞机处在大迎角状态时加强机翼的前缘涡流,改善飞机大迎角状态的性能,也有利于飞机的短矩起降。

真正有可操纵鸭翼的战机目前有欧洲的EF-2000、法国的“阵风”、瑞典的JAS-39等。 这些飞机的鸭翼除了用以产生涡流外,还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题,同时也可减少配平阻力、有利于超音速空战。

在降落时,鸭翼还可偏转一个很大的负角,起减速板的作用。据称,俄罗斯下一代的飞机也考虑使用鸭式布局。

鸭式布局的主要缺点是雷达反射率较大,不利于隐身。 。

2.J

J-10是鸭式布局 气动布局 飞机外形构造和大部件的布局与飞机的动态特性及所受到的空气动力密切相关。

关系到飞机的飞行特征及性能。故将飞机外部总体形态布局与位置安排称作气动布局。

其中,最常采用的机翼在前,尾翼在后的气动布局又叫作常规气动布局。 气动布局形式是气动布局设计中首先需要考虑的问题。

目前飞机设计中主要采用的包括 以下几种: 正常布局; 鸭式布局; 变后掠布局; 三翼面布局; 无平尾布局; 无垂尾布局; 飞翼布局。 正常布局是迄今为止被使用最多的一种布局形式,目前仍然被应用于各类飞机之上。

鸭式布局 自从1903年莱特兄弟发明第一架飞机以来,飞机设计师们通常将飞机的水平尾翼和垂直尾翼都放在机翼后面的飞机尾部。这种布局是现代飞机最经常采用的气动布局,因此称之为“常规布局”。

但在二战中,前苏联已经发现如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且前翼和机翼可以同时产生升力,而不像水平尾翼那样,平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。 早期的鸭式布局飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名,采用鸭式布局的飞机在正常飞行状态下并没有多少优越性,但是当飞机需做大强度的机动如上仰、小半径盘旋等动作时,飞机的前翼和主翼上都会产生强大的涡流,两股涡流之间的相互偶合和增强,产生比常规布局更强的升力。

瑞典在研制自己的国土防空战斗机时,特别强调飞机的机动性和短距离起飞着陆性能,经过多种方案选择,他们研制的飞机多数是鸭式布局。 以色列的幼狮战斗机在经过仿制法国幻影V和改进之后,加装可拆卸的前翼,使得飞机的机动格斗性能大为增强。

目前,以主要出自欧洲国家之手的“三代半”战斗机几乎都是鸭式布局的“徒子徒孙”,像俄罗斯的S-37金雕、欧洲EF-2000台风、法国阵风、瑞典JAS-39鹰狮等等无一例外。 鸭式布局在早期未能得到足够的重视,但随着超音速时代的来临,鸭式布局的优点逐渐为人们所认识。

目前广泛应用于战斗机之上的近距鸭式布局利用鸭翼与机翼的前缘分离涡之间相互有利干扰使涡系更加稳定,推迟了涡的破裂,为大迎角飞行提供了足够的涡升力,显著的提高了战斗机的机动性。 此外,采用ACT和静不稳定的鸭式布局的优点则更为突出。

变后掠布局较好的兼顾了飞机分别在高速和低速状态下对气动外形的要求,在六七十年代曾得到广泛应用,但由于变后掠结构所带来的结构复杂性、结构重量的激增,再加上其它一些更为简单有效的协调飞机高低速之间矛盾的措施的使用,在新发展的飞机中实际上已经很少有采用这种布局形式的例子了。 三翼面布局形式可以说最早出现在六十年代初,米高扬设计局由米格-21改型而得的Е-6Т3和Е-8试验机。

三翼面的采用使得飞机机动性得到提高,而且宜于实现直接力控制达到对飞行轨迹的精确控制,同时使飞机在载荷分配上也更趋合理。无平尾、无垂尾和飞翼布局也可以统称为无尾布局。

对于无平尾布局,其基本优点为: 超音速阻力小和飞机中两较轻,但其起降性能及其它一些性能不佳,总之以常规观点而言,无尾布局不能算是一种理想的选择。然而,随着隐身成为现代军用飞机的主要要求之一以及新一代战斗机对超音速巡航能力的要求,使得无尾——特别是无垂尾形式的战斗机方案越来越受到更多的重视。

对于一架战斗机而言,实现无尾布局将带来诸多优点。首先是飞机重量显著减少;其次,因为取消尾部使全机质量更趋合理地沿机翼翼展分布,从而可以减小机翼弯曲载荷,使结构重量进一步减轻;另外,尾翼的取消可以明显减小飞机的气动阻力,同常规布局相比,其型阻可减小60%以上;不言而喻,取消尾翼之后将使飞机的目标特征尺寸大为减小,隐身性能得到极大提高;最后尾翼的取消同时减少了操纵面、作动器和液压系统,从而也改善了维修性和具有了更低的全寿命周期成本。

在有垂尾的常规飞机上,垂尾的作用是提供偏航/滚转稳定性,尤其是偏航稳定性,此外垂尾的方向舵还参与飞机的偏航控制。取消垂尾之后,飞机将变为航向静不稳定,同时丧失偏航控制能力。

采用放宽静稳技术之后,无垂尾飞机可以是航向静不稳的,但不能是不可控的。 针对这一问题可以采用推力矢量技术加以解决。

推力矢量技术作为新一代战斗机高机动性的主要动力目前已经得到了较为完善的发展,大量实验都证明,在无垂尾的情况下,推力矢量具有足够有效的操纵功能。 一个不容忽视的问题是,推力矢量系统发生故障或者在作战中受伤后飞机如何操纵。

在最低的要求下,推力矢量系统失效后飞机至少还应具有安全返航的能力,因此无垂尾飞机的平飞、不太剧烈的转弯机动以及着陆所需的偏航控制能力应该能够由气动力控制来满足。作为无尾飞机的余度保险操纵方式之一的是与传统机翼设计方法完全不同的所谓“主动气动弹性机翼”(AAW)。

在传统机翼设计中,一般都要保证刚度以使机翼变形最小,而AAW利用机翼的柔度作为一种对飞机进行操纵的方式,它通过使整个机翼发生一定的变形而得到操纵飞机所需的气动力。通常规舵面相比,AAW具有效率高而翼面变。

3.15的尾翼设计问题米格

Ta-183利用机翼上的升降副翼已经有足够的力矩进行俯仰操纵,而利用水平尾翼控制面进行配平。

而米格-15则采用传统的平尾升降舵进行俯仰控制和配平。但这样一来就必须考虑到操纵力的折中——Ta183的平尾只需考虑最大速度时的配平,因此采用T形平尾,具有最长的力臂,但这样的操纵力矩在低速时明显偏大,这对于米格-15这种传统控制方式是不利的。

这正是米格-15采用十字形尾翼的主要原因——平尾前移,缩短了尾力臂。高速时操纵杆力虽有所加大,但低速飞行时却不会感觉杆力太轻——减小整个速度范围内的杆力变化范围和幅度,对于机械-液压操纵系统时代的飞机来说是十分重要的。

4.球飞机起落架论文

起落架 任何人造的飞行器都有离地升空的过程,而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外,绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。

对飞机而言,实现这一起飞着陆(飞机的起飞与着陆过程)功能的装置主要就是起落架。 起落架就是飞机在地面停放、滑行、起降滑跑时用于支持飞机重量、吸收撞击能量的飞机部件。

简单地说,起落架有一点象汽车的车轮,但比汽车的车轮复杂的多,而且强度也大的多,它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。 概括起来,起落架的主要作用有以下四个: 承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力; 承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量; 滑跑与滑行时的制动; 滑跑与滑行时操纵飞机。

起落架的发展演变 在过去,由于飞机的飞行速度低,对飞机气动外形的要求不十分严格,因此飞机的起落架都由固定的支架和机轮组成,这样对制造来说不需要有很高的技术。当飞机在空中飞行时,起落架仍然暴露在机身之外。

随着飞机飞行速度的不断提高,飞机很快就跨越了音速的障碍,由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加,这时,暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能,阻碍了飞行速度的进一步提高。 因此,人们便设计出了可收放的起落架,当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内,以获得良好的气动性能,飞机着陆时再将起落架放下来。

然而,有得必有失,这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统,使得飞机的总重增加。但总的说来是得大于失,因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机,它们的起落架绝大部分都是可以收放的,只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架(如蜜蜂系列超轻型飞机)。

起落架的基本组成 为适应飞机起飞、着陆滑跑和地面滑行的需要,起落架的最下端装有带充气轮胎的机轮。为了缩短着陆滑跑距离,机轮上装有刹车或自动刹车装置。

此外还包括承力支柱、减震器(常用承力支柱作为减震器外筒)、收放机构、前轮减摆器和转弯操纵机构等。承力支柱将机轮和减震器连接在机体上,并将着陆和滑行中的撞击载荷传递给机体。

前轮减摆器用于消除高速滑行中前轮的摆振。前轮转弯操纵机构可以增加飞机地面转弯的灵活性。

对于在雪地和冰上起落的飞机,起落架上的机轮用滑橇代替。 减震器 飞机在着陆接地瞬间或在不平的跑道上高速滑跑时,与地面发生剧烈的撞击,除充气轮胎可起小部分缓冲作用外,大部分撞击能量要靠减震器吸收。

现代飞机上应用最广的是油液空气减震器。当减震器受撞击压缩时,空气的作用相当于弹簧,贮存能量。

而油液以极高的速度穿过小孔,吸收大量撞击能量,把它们转变为热能,使飞机撞击后很快平稳下来,不致颠簸不止。 收放系统 收放系统一般以液压作为正常收放动力源,以冷气、电力作为备用动力源。

一般前起落架向前收入前机身,而某些重型运输机的前起落架是侧向收起的。主起落架收放形式大致可分为沿翼展方向收放和翼弦方向收放两种。

收放位置锁用来把起落架锁定在收上和放下位置,以防止起落架在飞行中自动放下和受到撞击时自动收起。对于收放系统,一般都有位置指示和警告系统。

机轮和刹车系统 机轮的主要作用是在地面支持收飞机的重量,减少飞机地面运动的阻力,吸收飞机着陆和地面运动时的一部分撞击动能。主起落架上装有刹车装置,可用来缩短飞机着陆的滑跑距离,并使飞机在地面上具有良好的机动性。

机轮主要由轮毂和轮胎组成。刹车装置主要有弯块式、胶囊式和圆盘式三种。

应用最为广泛的是圆盘式,其主要特点是摩擦面积大,热容量大,容易维护。[编辑本段]起落架的布置型式 前三点式起落架 飞机上使用最多的是前三点式起落架(图1a[起落架布置型式])。

前轮在机头下面远离飞机重心处,可避免飞机刹车时出现“拿大顶”的危险。两个主轮左右对称地布置在重心稍后处,左右主轮有一定距离可保证飞机在地面滑行时不致倾倒。

飞机在地面滑行和停放时,机身地板基本处于水平位置,便于旅客登机和货物装卸。重型飞机用增加机轮和支点数目的方法减低轮胎对跑道的压力,以改善飞机在前线土跑道上的起降滑行能力,例如美国军用运输机C-5A,起飞重量达348吨,仅主轮就有24个,采用4个并列的多轮式车架(每个车架上有6个机轮),构成4个并列主支点。

加上前支点共有5个支点,但仍然具有前三点式起落架的性质。 优点 * 着陆简单,安全可靠。

若着陆时的实际速度大于规定值,则在主轮接地时,作用在主轮的撞击力使迎角急剧减小,因而不可能产生象后前三点式起落架那样的“跳跃”现象。 * 具有良好的方向稳定性,侧风着陆时较安全。

地面滑行时,操纵转弯较灵活。 * 无倒立危险,因而允许强烈制动,因此,可以减小着陆后的滑跑距离。

* 因在停机、起、落滑跑时,飞机机身处于水平或接近水平的状态,因而向下的视界较好,同时喷气式飞机上的发动机排出的燃气不会直接喷向跑道,因而对跑道的影响较小。 缺点 * 前起落架的安排较困难,尤其是对单发动机的飞机,机身前部剩余的空间很小。

* 前起落架承受的载荷大、尺寸大、。

5.大飞机和战斗机上都有哪些舵

呵呵,飞机上的舵板并不复杂。

主要有: 方向舵,一般在飞机的垂直尾翼后方,有一块可以活动的区域,用来控制飞行中近机身的气流方向,可以改变飞机的飞行方向; 升降舵,一般在飞机水平尾翼(类似歼-10的在前翼上),大型飞机的升降舵是平尾可以活动的一个地方,战斗机的平尾一般是全动式的,以保持高度的敏捷性; 称为“舵”的一般就这两个地方,还有机腹下方有保持稳定性的腹鳍、机翼前后缘有控制气流的襟翼和减速板,有的机身或者机翼上有保持稳定的扰流片等等,这就复杂点儿了~~~ 这张图标示的是“塞斯纳”152轻型飞机的尾巴,可以明确的看到垂直尾翼后缘的方向舵和水平尾翼后缘的升降舵。

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