第5章飛行器的構(gòu)造

1、第5章 飛行器的構(gòu)造,§5.1對飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和常用的 結(jié)構(gòu)材料 §5.2 航空器的構(gòu)造 §5.3 航天器的構(gòu)造 §5.4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,§5.1對飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和常用的結(jié)構(gòu)材,5.1.1 對飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求1．空氣動(dòng)力要求2．重量和強(qiáng)度、剛度要求3．使用維護(hù)要求 4．工藝和經(jīng)濟(jì)性要求,§5.1對飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和常用的

2、結(jié)構(gòu)材,5.1.2 飛行器結(jié)構(gòu)采用的主要材料 原則：在選用結(jié)構(gòu)材料時(shí)，應(yīng)盡量采用比強(qiáng)度和比剛度大的材料。其次，根據(jù)不同的飛行和環(huán)境條件，要求材料具有一定的耐高溫和耐低溫性能，要具有良好的抗老化和耐腐蝕能力，要具有足夠的斷裂韌性和良好的抗疲勞性能。另外材料還要具有良好的加工性能，資源豐富，價(jià)格低廉。,§5.1對飛行器結(jié)構(gòu)的一般要求和常用的結(jié)構(gòu)材,5.1.2 飛行器結(jié)構(gòu)采用的主要材料 1．鋁鎂合金類 2．合金鋼類 3．

3、復(fù)合材料復(fù)合材料的密度低，比強(qiáng)度、比剛度很高，抗疲勞性能、減震性能和工藝成型性能都很好。,5.2 航空器的構(gòu)造,5.2.1 氣球和飛艇的基本構(gòu)造 1．氣球的構(gòu)造,5.2 航空器的構(gòu)造,2．飛艇的構(gòu)造,5.2 航空器的構(gòu)造,5.2.2 飛機(jī)的基本構(gòu)造,5.2 航空器的構(gòu)造,5.2.2 飛機(jī)的基本構(gòu)造 1．機(jī)翼和尾翼的基本構(gòu)造（1）機(jī)翼的外載荷,5.2 航空器的構(gòu)造,5.2.2 飛機(jī)的基本構(gòu)造 1．機(jī)翼和尾翼的基

4、本構(gòu)造（2）機(jī)翼的主要受力構(gòu)件,5.2 航空器的構(gòu)造,（2）機(jī)翼的主要受力構(gòu)件,5.2 航空器的構(gòu)造,(3)機(jī)翼的典型構(gòu)造形式 (a)蒙皮骨架式,5.2 航空器的構(gòu)造,(3)機(jī)翼的典型構(gòu)造形式 (b)整體壁板式,5.2 航空器的構(gòu)造,(3)機(jī)翼的典型構(gòu)造形式 (c)夾層式機(jī)翼,5.2 航空器的構(gòu)造,2．機(jī)身的基本構(gòu)造蒙皮骨架式,5.2 航空器的構(gòu)造,2．機(jī)身的基本構(gòu)造整體壁板式,5.2 航空器的構(gòu)造,2．機(jī)

5、身的基本構(gòu)造夾層式,5.2 航空器的構(gòu)造,3．起落裝置(1)典型的起落架組成,5.2 航空器的構(gòu)造,3．起落裝置(1)典型的起落架組成,5.2 航空器的構(gòu)造,(2)落架在飛機(jī)上的布置形式,5.2 航空器的構(gòu)造,(3)改善起降性能的裝置(a)起飛火箭加速器(b)起飛彈射器：,5.2 航空器的構(gòu)造,(3)改善起降性能的裝置(c)減速傘,5.2 航空器的構(gòu)造,3)改善起降性能的裝置(d)鋼索減速裝置,5.3 航天器

6、的構(gòu)造,航天器的構(gòu)造一般可分為兩大類：專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)。專用系統(tǒng)用于直接執(zhí)行特定的航天任務(wù)，保障系統(tǒng)則用于保障專用系統(tǒng)的正常工作。,5.3 航天器的構(gòu)造,常見專用系統(tǒng)：通訊衛(wèi)星的通信天線和轉(zhuǎn)發(fā)器；偵察衛(wèi)星的可見光照相機(jī)和電視攝像機(jī)；天文衛(wèi)星的天文望遠(yuǎn)鏡、光譜儀；遙感衛(wèi)星的微波發(fā)射和接受設(shè)備；空間站上供宇航員進(jìn)行各種試驗(yàn)和觀測用的各種專用設(shè)備等保障系統(tǒng)通常分為以下系統(tǒng)。 (1)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)； (2)溫度控制系統(tǒng)；

7、 (3)生命保障系統(tǒng)； (4)電源系統(tǒng)； (5)姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)； (6)軌道控制系統(tǒng)； (7)返回著陸系統(tǒng)。,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.1 衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu) (1)承力結(jié)構(gòu)。(2)外殼。(3)安裝部件。(4)天線結(jié)構(gòu)。(5)太陽能電池陣。(6)衛(wèi)星穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.1 衛(wèi)星的基本結(jié)構(gòu),5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.2 載人飛船的基本結(jié)構(gòu),5.3 航天器的構(gòu)造,

8、5.3.3 航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1．航天飛機(jī)的功用 航天飛機(jī)是可以重復(fù)使用的、往返于地球表面和近地軌道之間運(yùn)送有效載荷的航天運(yùn)載器，又是可以進(jìn)入近地軌道完成多種任務(wù)的航天器。航天飛機(jī)進(jìn)入近地軌道的部分稱為軌道器，它能完成包括人造地球衛(wèi)星、貨運(yùn)飛船、載人飛船甚至小型空間站的許多功能，例如向近地軌道釋放衛(wèi)星、從軌道上捕捉、維修和回收衛(wèi)星、向空間站運(yùn)送人員和物資等。,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.3 航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 2.航天飛

9、機(jī)的構(gòu)造,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.3 航天飛機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 2.航天飛機(jī)的構(gòu)造,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.4 空天飛機(jī)的組成和飛行方式,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.4 空天飛機(jī)的組成和飛行方式,5.3 航天器的構(gòu)造,5.3.5 空間站功用和組成空間站的用途主要有 (1)對地觀測 (2)科學(xué)研究 (3)微重力材料加工及藥品制造 (4)天文觀測 (5)在軌服務(wù)基地,5.3 航天器的構(gòu)造,5．3．5

10、 空間站功用和組成,5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,5．4．1 火箭的基本構(gòu)造 1．探空火箭 2．運(yùn)載火箭 3．運(yùn)載火箭的組合方式和級(jí)間分離 4．運(yùn)載火箭的構(gòu)造,5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,5．4．1 火箭的基本構(gòu)造,5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,5.4.2 導(dǎo)彈的基本構(gòu)造1.有翼導(dǎo)彈(1)有翼導(dǎo)彈的特點(diǎn)(a)有復(fù)雜的制導(dǎo)系統(tǒng)，而氣動(dòng)外形和構(gòu)造比較簡單。由于彈上無人，就不需要生命保障和服務(wù)等設(shè)施。又是一次性使用，它也不要降

11、落裝置。(b)導(dǎo)彈作為一種武器，其系統(tǒng)概念較強(qiáng)，必須在一個(gè)完整的系統(tǒng)下，才能很好地工作和發(fā)揮戰(zhàn)斗威力。如需要發(fā)射系統(tǒng)幫助發(fā)射，外部制導(dǎo)引導(dǎo)等。(c)可以發(fā)揮飛行器大速度、大迎角和大機(jī)動(dòng)性的潛力。目前的戰(zhàn)斗機(jī)最大Ma約為2.5～3.0，使用過載不大于10(飛行員限制)；而導(dǎo)彈無此限制，格斗導(dǎo)彈的法向過載可達(dá)30—50。(d)導(dǎo)彈是一次性使用的武器，但要長期保存；保存期間不像飛機(jī)那樣可以開車檢查，所以對保存環(huán)境和監(jiān)測手段有特殊要求。,

12、5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,5.4.2 導(dǎo)彈的基本構(gòu)造(2)有翼導(dǎo)彈的基本組成及各部分的功用 (a)戰(zhàn)斗部系統(tǒng)：由戰(zhàn)斗部、引信和保險(xiǎn)裝置組成。戰(zhàn)斗部的功用是摧毀目標(biāo)；引信的功用是保證在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)引爆戰(zhàn)斗部；保險(xiǎn)裝置是防止保存、運(yùn)輸和裝卸過程中爆炸。 (b)動(dòng)力系統(tǒng)：為導(dǎo)彈提供飛行動(dòng)力。它由發(fā)動(dòng)機(jī)、燃料儲(chǔ)存和輸送裝置組成。在導(dǎo)彈上使用最多的是固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，巡航導(dǎo)彈上一般采用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。 (c)制導(dǎo)系統(tǒng)：引導(dǎo)控制

13、導(dǎo)彈以一定的準(zhǔn)確度飛向目標(biāo)。巡航導(dǎo)彈多用慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星導(dǎo)航和圖象匹配導(dǎo)航系統(tǒng)或者它們的組合，高機(jī)動(dòng)性導(dǎo)彈常使用無線電制導(dǎo)和紅外制導(dǎo)，射程較大的地空導(dǎo)彈常由其他地面引導(dǎo)系統(tǒng)提供無線電制導(dǎo)指令。 (d)彈體：包括彈身、彈翼和操縱面三部分。它們的功用與飛機(jī)類似，結(jié)構(gòu)形式比較簡單，一般為圓形截面。但在飛行過程中彈身提供升力的比例比飛機(jī)機(jī)身大。,5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,5.4.2 導(dǎo)彈的基本構(gòu)造(3)導(dǎo)彈的氣動(dòng)外形導(dǎo)彈的氣動(dòng)布局與飛機(jī)

14、類似，分為正常式、鴨式、無尾式和可偏彈翼式四種，(a)正常式布局：彈翼在前，操縱面在尾部。除有方向舵和升降舵外，它們的差動(dòng)可進(jìn)行滾轉(zhuǎn)操縱。(b)鴨式布局：彈翼在后，操縱面在前。通常不能靠鴨翼差動(dòng)進(jìn)行滾轉(zhuǎn)操縱，因?yàn)椴顒?dòng)時(shí)鴨翼的尾跡在彈翼上的作用會(huì)降低差動(dòng)效果，甚至?xí)聪虿倏v?？稍趶椧砗竺姘惭b副翼進(jìn)行滾轉(zhuǎn)操縱與穩(wěn)定。(c)無尾式：彈翼在后部，操縱面在彈翼后緣。 (d)可偏彈翼式：彈翼在前，它同時(shí)又是操縱面，固定尾翼在后，起穩(wěn)定

15、作用。,5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,(4)現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈的特點(diǎn)(a)起飛質(zhì)量?。?b)一般采用GPS定位導(dǎo)航，并結(jié)合雷達(dá)或紅外成像以及景象匹配末制導(dǎo)，具有很高命中精 ；(c)突防能力強(qiáng) ；(d)通用性好，能選擇不同的戰(zhàn)斗部，能攻擊不同的目標(biāo) ；(e)成本低廉，能大量使用。,5．4 火箭和導(dǎo)彈的構(gòu)造,5.4.2 導(dǎo)彈的基本構(gòu)造2．彈道導(dǎo)彈(1)飛行方式(2)彈頭和級(jí)間分離方式(3)彈道導(dǎo)彈的控制方式(a