第1章飞机结构与设施2011

欢迎学习飞机系统 第1章 飞机结构与设施 中 国 民 航 大 学 空管学院 朱承元13820795447,飞机系统课程学时安排,主要为现代民用飞机系统简明教程 总学时：72 学时 课堂讲授（1-14周） 54学时 A320飞机CBT教学实验课（14-18周） 18学时 （上机） 综合成绩组成： 平时15%； 实验课15%-25%； 期末考试70%-60%,1.1 绪 论,1.1.1飞机现状与分类 1.1.2飞机的基本组成 1.1.3飞机主要功能系统,1.1.1飞机现状与分类,民机现状 波音（包括原麦道）系列 B707、B727、B737、B747、B757、B767、B777等 MD90、95、11等,飞机现状,民机现状 空客系列 A300、A318、A319、A320、A321、A330、A340、A380等,飞机现状,民机现状 前苏联 图154、图204、图144等 安2 、安12、安24、安124 、安225等 伊尔76、62、18、14等,飞机现状,民机现状 国产民用飞机 运5、运7、运8、运12等,飞机分类,飞机按用途分类 军机 民机 运输机 通用机 研究机,飞机的分类,客机按性能特点分类 按航程分类 短程（5000KM）,飞机的分类,客机按性能特点分类 按客座数分类 小型（200座）,1.1.2飞机的基本组成,机体 机身 装载人员、货物、设备 连接机、尾翼,飞机的基本组成,机体 机翼 产生升力 装载燃油 安装发动机、起落架等,飞机的基本组成,机体 尾翼 平衡、安定性、操纵性,飞机的基本组成,起落装置 起落架 地面支撑、运动、减速 着陆减震 增升装置 改善起降性能，缩短起降距离 减速装置 同上,飞机的基本组成,飞行操纵系统 主操纵系统 用于控制飞机姿态 辅助操纵系统 改善操纵性,飞机的基本组成,动力装置 发动机 提供拉力或推力 飞机燃油系统 向发动机供油 发动机控制和仪表,飞机的基本组成,飞机设备与设施 保证安全、可靠、舒适 包括 特设 液压 空调 紧急设备 ,1.1.3 飞机主要功能系统,操纵系统、自动飞行控制系统、通信系统、导航系统、仪表系统、电气系统、燃油系统、起落架、动力装置等。 飞机系统是指飞机上完成各项功能的系统的总称，是本书将要介绍的内容。,1.1.4 飞机的整体构造认识,1.2 飞机结构,1.2.1 飞机的主要组成,大多数飞机都是由机身、机翼、尾翼、起落装置和动力装置等五个主要部分组成,1.机身,机身的主要用于容纳机组人员、乘客、货物和机载设备等。另外，机身把机翼、尾翼、起落架和发动机等部件连接成一个整体。,2.机翼,机翼是飞机产生升力的主要部件。 通常机翼下方安装有起落架和发动机。,机翼大部分内部空间经密封后用作存放燃油的油箱。 机翼上安装有襟翼、缝翼、副翼和扰流板。,飞机的机翼,机翼的配置 目前,除了个别低速飞机仍是双 翼机外，大多数是单翼机。 单翼机的机翼在机身上的配置， 可分为上单翼, 中单翼和下单翼 三种型式。 运输机为了获得较大的容机，一般 采用上单翼或下单翼。例如波音737 飞机是下单翼。,飞机的机翼,机翼的形状 飞机机翼的切面形状称为翼型。 翼剖面最前端的一点称为“前缘”， 最后端的一点称为“后缘”。 前缘与后缘之间的连线称为“翼 弦”，也称为“弦线”。翼弦或弦 线的长度称为弦长。 以高亚音速马赫数飞行的民用 航空飞机多采用双凸形的翼型， 如波音737、747、757飞机的翼 型就是双凸形的。,飞机的机翼,低速飞机多采用长方形的或椭圆 形的或梯形的。梯形机翼不但可 以减少诱导阻力，而且加工方便， 效果也比较好。 高速飞机，特别 是超音速飞机采用后掠形或三角 形机翼。 高亚音速马赫数飞行的民用航空 飞机多采用后掠形的翼型。 飞机机翼两端之间的距离叫翼展。,副翼,副翼的作用是：是机翼产生滚转力矩，以保证飞机具有横侧操纵性。,副翼通常安装在机翼后缘外侧部分。,襟翼、缝翼,两种增升装置，用于改善飞机的低速性能。在飞机起飞和降落时放出，可以缩短飞机的起降滑跑距离。,扰流板,扰流板是铰接在机翼表面的板，它只可以上偏。打开扰流板，可以使机翼的升力减小，阻力增加。扰流板分为空中和地面扰流板。,副翼、襟翼、缝翼、扰流板,A320,3.尾翼,尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由水平安定面和升降舵构成，垂直尾翼由垂直安定面和方向舵构成。 水平安定面用于飞机的纵向配平。 升降舵用于飞机的俯仰操纵。 方向舵用于飞机的方向操纵。,A320,4.起落架,地面支撑、运动、减速、着陆减震,5.动力装置,提供拉力或推力,此外，根据飞行操纵和执行任务的需要，在飞机上还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备和空调系统，氧气系统等其它设备。,1.2.2 飞行操纵原理, 飞机的纵向操纵 飞机的纵向操纵是通过操纵驾驶杆或驾驶盘前、后运动控制升降舵来实现的。在飞行中向后拉杆，机头向上仰；向前推杆，机头下俯。 飞机的横向操纵 飞机的横向操纵系统是通过操纵驾驶杆或驾驶盘左、右运动或转动控制副翼来实现的，在飞行中，向左压杆或逆时针方向旋转驾驶盘，飞机应向左横滚；向右压杆或顺时针方向旋转驾驶盘，飞机应向右横滚。 飞机的航向操纵 飞机的航向操纵是通过脚镫控制方向舵来实现的。在飞行中蹬右脚镫，机头应向右偏转，蹬左脚镫，机头应向左偏转。,1.2.3 机身结构,对机身结构的要求 飞行中，要求机身具有良好的流线形、光滑的表面、合理的截面形状以及尽可能小的横截面积。 机身结构必须具有足够的强度和刚度。,机身结构,机身的结构形式 机身通常由大梁、桁条、隔框和蒙皮等组成。机身的结构形式也是随飞行速度的提高而不断改进的。 早期的低速飞机普遍采用构架式机身； 目前的飞机则广泛采用了薄壳式机身。,机身结构,构架式机身 机身的承力构架都做成四缘条的立体构架,机身结构,薄壳式机身 目前的机身结构，广泛采用了金属蒙皮，并将蒙皮与隔框、大梁、桁条牢固地铆接起来，成为一个受力的整体，称为薄壳式机身。 薄壳式机身结构受力时，相当于一根闭口截面的薄壁梁，所以也叫做梁式机身，如图所示。,根据蒙皮参与承受弯矩的程度不同，薄壳式机身可分为桁梁式、桁条式（统称半硬壳式）和蒙皮式（又称硬壳式）三种。,机身结构,桁梁式机身 桁梁式机身有根较强的大梁、弱的桁条、较薄的蒙皮和隔框等组成，如图所示。,机身结构,桁条式机身 其构造特点是纵向没有桁梁 。 这种机身的桁条和蒙皮较强，受压稳定性较好，弯矩引起的轴向力全部由桁条和蒙皮承受。,机身结构,蒙皮式机身 蒙皮式机身没有大梁和桁条，只由蒙皮和隔框组成。这种机身的蒙皮很厚，稳定性很好，不仅能承受剪力和弯矩，而且能承受由弯矩引起的全部轴向力。,1.2.4 机翼的结构,机翼通常是由翼梁、桁条、翼肋和蒙皮等构件组成的，如图所示。 铆接方式。,机翼的结构,机翼的结构形式 金属蒙皮的结构形式和夹层结构及整体结构的机翼。 金属蒙皮机翼 金属蒙皮的机翼结构，又可分为梁式和单块式两类。 梁式机翼 梁式机翼通常有单梁式和双梁式两种。,机翼的结构,夹层结构机翼,机翼的结构,整体结构机翼,1.2.5副翼和尾翼的结构,副翼的构造 副翼的作用是：是机翼产生滚转力矩，以保证飞机具有横侧操纵性。 它通常安装在机翼后缘外侧部分，现代高速飞机上也有安装在机翼后缘内侧的。,副翼结构,组成:副翼通常由翼梁、翼肋、蒙皮和后缘型材组成。 结构:由于副翼承受的弯矩不大，所以一般都做成没有桁条的单梁式结构。 现代高速飞机的副翼，为了较好的保持外形和增加抗扭刚度，都采用了金属蒙皮。,尾翼结构,尾翼的构造 一般飞机的尾翼都有水平尾翼和垂直尾翼两部分组成。 对尾翼的主要要求是： 保证飞机平衡和具有 必要的安定性及操纵 性；强度、刚度足够 而重量轻，尾翼载荷 对机身的扭矩应尽可 能小。,1. 3机身主要构件,一、增压密封舱 现代飞机大都采用增压气密座舱。 增压座舱是将机身的一部分做成密封结构，从发动机的压气机中引出压缩空气，经空调和压力自动调节装置后进入座舱，保证座舱内的压力按预定的规律变化。,二、舱门,按照门的功能分为： 登机门、 服务门、 紧急出口窗门、 货舱门和检查口盖等。,飞机主要舱门的配置,1-前登机门 2-前货舱面 3-应急出口 4-中央货舱门 5-后登机门 6-尾锥上门 7-尾锥下门 8-后附件舱门 9-APU舱门 10-后机身舱门 11-后货舱门 12-中附件舱门 13-中登机门 14-空调舱门 15-电子舱后门16-电子舱下门,1.4 设备/设施,机舱设备和设施分为正常和应急两种。 正常设备和设施位于驾驶舱、客舱和货舱内; 应急设备和设施分布在整架飞机上，包括陆上和海上救生设备。,1.4.1 正常设备/设施,一、驾驶舱 驾驶舱内的正常设备/设施包括驾驶员座椅、观察员座椅和其他杂项设备。 二、客舱 客舱内主要设备设施包括旅客座椅、厨房和洗手间等。 三、货舱 位于客舱之下。有前货舱、后货舱和散货舱。 货舱为窒息式增压舱，货舱一旦起火，将因氧耗尽而自行熄灭。 四、登机梯 登机梯的用途是可以不用地面设备让乘客上下飞机。,驾驶舱,A320,顶板,A320,遮光板,A320,中央仪表,A320,中央操纵台,A320,侧操纵台,A320,1.4.2 应急设备/设施,应急设备和设施用于飞机在发生紧急情况时供乘务员救助乘客以及乘客自救，包括陆上应急救生设备和水上应急救生设备。 陆上应急救生设备包括逃离滑梯、救生绳、急救药箱、手提氧气瓶和扩音喇叭等。 海上救生设备包括海上救生船组件、救生衣组件和应急救生电台（又称为紧急定位发射机）等，还有可作个人飘浮用的机内各座椅的椅垫等。,逃离滑梯,在应急着陆情况下，逃离滑梯充气并放下，使乘客迅速脱离飞机，所有乘客应在90秒内从飞机上撤离。,逃离滑梯由充气组件（滑梯体）、滑梯气瓶和充气系统组成。,1.5水/污水系统,民用运输机水系统包括饮用水系统和污水系统。 饮用水系统储存一定量的饮用水，并通过分配管路输送到所有的厨房和厕所，供乘务员和旅客使用。 污水系统包括废水系统和马桶污水系统。 废水系统收集厨房和厕所洗手盆用过的废水和舱门门槛处的雨水，并通过排放口排到机外； 马桶污水系统抽吸冲刷马桶后的污水，将其暂时存储在污水箱内，飞机勤务时由污水车抽走。,1.3.1饮用水系统组成,飞机饮用水系统包括： 水箱、 水量指示系统、 水箱增压系统、 水勤务面板 分配管路 及排放系统组成。 典型饮用水系统如图所示。,典型飞机饮用水系统,水勤务面板,1.3.2污水系统,污水系统包括废水系统和马桶污水系统。 废水系统收集厨房和厕所洗手盆用过的废水和