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2015 年飞机构造学课程结业报告 超轻型飞机结构总体设计 院 系 创新创业学院 专 业 飞行器制造工程 班 级 S201302 学 号 2013040601203 姓 名 郭凯丽 指导教师 邓忠林 沈阳航空航天大学 2015 年 12 月 超轻型飞 结构总体设计 摘要：超轻型飞机是 70 年代以来迅速发展起来的一类飞机，超轻 型飞机有许多特点，它的主要特点体现在“超轻”二字上，那就是结构 简单、起降方便、低空低速性能好、驾驶容易、运输使用和维护方便、 经济安全等，是一种易普及推广的大众。近几年超轻型飞机在我国发 展很快，主要用于娱 和体育运动，很多民间的航空体育俱 部进行 会员训练也多选用此类飞机。随着经济的发展和人民生活水平的提高， 超轻型飞 飞行运动，将有更广泛的前景。进一步发展有可能在农、林、 牧、渔业、侦察、巡逻和短途交通等方面得到应用。 关键词 ：超轻型 特点 一、全 结构总体设计 一架超轻型飞机的空机重量一般认为不应超过 115 公斤（对单座 飞机）和 150 公斤（对双座飞机）。大多是由铝合金和尼龙布，轻木，硬 泡沫等材料构成，再装上一台几十马力的小发动机即可飞行，多数为 无座舱或半座舱式，有简单的飞行仪表和发动 仪表。 我设计的是超轻型无人固定翼飞机，飞机的总体外形结构如下图 所示。 飞 总体结构组成有机身、机翼、左右马达、左右螺旋桨、尾翼。 二、机翼部件结构总体设计 设计采用双发固定翼螺旋桨飞机，机翼是飞 产生升力的部件， 左右两个马达安装在机翼的外缘，马达通过轴与螺旋桨连接，提供飞 行动力。 三、机身部件结构总体设计 机身的主要功用是装载，也是飞机其他结构部件的安装基础，将 尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体。由于是无人驾驶飞机，故不 用考虑人的感受，设计飞 身外形时不用考虑外载对人的受力影响。 由于无人驾驶，为了使飞机的气动性能更好，机身的头部可以设 计为一个孔进气，如图中所示，为了减少阻力，减小摩擦，头部可以设 计得尖一点儿和窄一点儿，机身显得更加小巧。 四、尾翼部件结构总体设计 尾翼是用来平衡、稳定和操纵飞 飞行姿态的部件，通常包括垂 直尾翼（垂尾）和水平尾翼（平尾）两部分。垂直尾翼由固定的垂直安定 面和安装在其后部的方向舵组成，水平尾翼由固定的水平安定面和安 装在其后部的升降舵组成，一些型号的飞机升降舵由全动式水平尾翼 代替。方向舵用于控制飞机的航向运动，升降舵用于控制飞机的俯仰 运动。 五、部件连接接头设计 机身结构把机冀、尾翼、起落架，有时还有发动机，通过各种连接 接头连成一个整体。这些连接设计，其中尤其是机翼一机身连接设计 是飞 结构设计中最重要的设计环节之一。这一方面固然是由于这些 连接的重要性，同时还因为在机冀一机身对接区这些部件的对接构件 可能与其他多个构件还有连接关系，受载情况复杂，有多重传力路线， 不易得到正确的分析结果，且构件的连接部位和连接元件(如大模锻 件接头、耳片接头、连接螺栓等等)往往对疲劳开裂敏感。 1.机翼与机身联接 在飞 翼与机架联接中，为了不削弱机翼的结构功能，特别地， 机身机架的上壳通常在连接区域中打开，其中在机身机架中形成凹部。 在机身机架凹部的区域中，机翼通过多个联接构件连接到机身机架， 使得机身机架最后从机翼上悬吊。 此次设计中机翼为单块式，让中央翼翼盒贯通机身。此时机翼为 上单翼布置，与机身部位安排的矛盾不大，可以让翼盒通过，由于 身内部空间紧张，通常不可能让中央翼通过，此时只能在机身两侧用 几个集中接头与之连