飞机检测与维修实用手册 1(53)

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（）%起飞着陆场所条件。飞机可以分为只在地面机场起飞着陆的陆上飞机和在水面上起飞降落的水上飞机两大类。机场又可分为水泥跑道、土跑道，水泥跑道又可分为一级跑道或二级跑道。着陆场所、条件的不同会使结构受载和对起落装置的要求不同。
（）%维修条件和使用条件。飞机结构在使用时的维修条件，包括维修周期与次数、维修能力、维修速度要求，以及对维修场所如在外场维修，还是到场站或基地维修等。不同类型的飞机、同一类型但性能不同的飞机，其使用条件和维修条件均会有所不同，在结构设计前应明确。
&"结构的生产条件
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结构的生产条件主要指飞机的产量和工厂的加工能力与装配能力。产量不同在选择结构的设计和工艺方案时会有所不同。例如只生产几件零、构件时，一般不宜采用模锻件和精密铸造件；当大量生产时，就可以考虑采用模锻、精密铸造等适合于大量生产的工艺方案。加工能力是指飞机制造工厂所具有的设备，工艺员和工人的技术水平与加工经验，以及采用新材料新工艺的可能性。飞机结构的设计人员应对生产厂的情况很熟悉，这样才能设计出具有良好工艺性的结构。
三、结构设计过程简介
飞机结构设计主要指机翼、尾翼、机身、发动机舱和起落架等机体结构设计和操纵系统设计。飞机结构设计过程大致有以下各个典型阶段：（）了解结构的使用条件、生产条件，以及总体设计已基本确定的结构外形尺寸、主要部件初步确定的结构型式和各种协调关系。
（"）通过计算和试验，确定外载荷的大小、分布、性质。
（）进行部件的打样设计。确定结构布局的可能方案（包括结构型式和受力构件布置）进行比较，选定后初步确定内部协调与装配关系。
（）进行初步估算，或结合经验，或参考原准机，或根据以上的综合，初步定出各结构的基本尺寸；然后进行结构优化设计和结构方案的进一步比较，最后确定结构的基本尺寸。
（%）画出结构详细打样图，并进行细节设计。
（&）对结构进行强度计算，对关键件进行初步的疲劳、耐久性和损伤容限分析。在计算分析过程中，若有必要须进行有关的设计研制试验（详见 &’ (节）。若分析结果不能满足设计要求，则修改设计。
（(）进行零构件的详细设计，绘制全套生产图纸和编制相应的技术文件。
（)）根据设计之初所选定的结构设计准则，进行全机疲劳寿命和损伤容限分析；或者进行损伤容限、耐久性分析，并确定全机的经济寿命。进行可靠性分析，给出结构使用寿命和检查周期。
（*）根据全机静力、疲劳（或耐久性）和损伤容限试验及试制、试飞中发现的问题对设计作必要的修改。关于上述（）（(）
，中打样设计和详细设计的具体内容将在第五章中详述。
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第三节 飞机结构设计的基本要求和综合设计思想
一、飞机结构设计的基本要求
飞机结构设计时，须使所设计的结构满足飞机性能指标对结构提出的各项基本要求。
"空气动力要求和设计一体化的要求
当结构与气动外形有关时，结构设计应保证构造外形满足总体设计规定的外形准确度；不容许机翼、尾翼与机身结构有过大变形，以保证飞机具有良好的气动升力和阻力特性，以及具有良好的稳定性和操纵性。随着飞机设计向综合性和一体化发展，对结构设计提出了新的要求。如图 " "所示 —""%&因隐形要求，其机翼下表面与机身上表面均为许多小平面构成的三棱锥面，并采用了不设任何外挂架的埋人式布局，提出了隐身—结构一体化的要求。图 ’ "苏— ()*+所采取的翼—身融合技术，要求机翼、机身圆滑过渡融合为一体，并要求机身沿轴向的形状符合面积律规律，大大改善了飞机的气动性能，但增加了结构的复杂性。飞机—发动机一体化设计，对既是机体结构一部分，又是推进系统组成部分的进气道、喷管，强调其形状、结构与发动机的匹配设计，用以优化控制飞机与发动机之间气动性能的相互影响。还有飞控—火控—结构一体化设计等发展趋势使飞机结构设计在满足气动和飞机性能等要求方面增加了新的内容和难度。
,结构完整性及最小重量要求
所谓结构完整性是指关系到飞机安全使用、使用费用和功能的机体结构的强度、刚度、损伤容限及耐久性（或疲劳安全寿命）等飞机所要求的结构特性的总称。
对于不要求按损伤容限、耐久性设计的飞机可简化为强度（与刚度）及重量要求。但现代军机和旅客机的新机设计，规范规定都必须按损伤容限 -耐久性或按损伤容限 -疲劳安全寿命设计。
具体而言，本要求就是指结构设计应保证结构在承受各种规定的载荷和环境条件下，具有足够的强度，不产生不能容许的残余变形；具有足够的刚度，或采取其他措施以避免出现不能容许的气动弹性问题与振动问题；具有足够的寿命和损伤容限，以及高的可靠性。在保证上述条件得到满足的前提下，使结构的重量尽可能轻，因此也可简称为最小重量要求。
(使用维修要求飞机的各部分（包括主要结构和装在飞机内的电子设备、燃油系统等各个重要设备、系统），须分别按规定的周期进行检查、维护和修理。良好的维修性可以提高飞机 •"’.•
 
在使用中的安全可靠性和保障性，并可以有效地降低保障、使用成本。对军用飞机，尽量缩短飞机每飞行小时的维修时间和再次出动的准备时间，还可保证飞机及时处于临战状态，提高战备完好性。
为了使飞机有良好的维修性，在结构上需要布置合理的分离面与各种舱口，在结构内部安排必要的检查、维修通道，增加结构的开敞性和可达性。
"工艺要求
飞机结构要求有良好的工艺性，便于加工、装配。这些须结合产品的产量、机种、需要的迫切性与加工条件等综合考虑。对于复合材料等新材料，还应对材料、结构的制作和结构修理的工艺性予以重视。
"经济性要求
过去，主要是指生产和使用成本。近年来提出了全寿命周期费用（ %%）概念（也称全寿命成本）。全寿命周期费用主要是指飞机的概念设计、方案论证、全面研制、生产、使用与保障五个阶段直到退役或报废期间所付出的一切费用之和。其中生产费用与使用、保障费用约占全寿命周期费用的 &’左右（见图 (" ((）。而减少生产费用最根本的是结构设计的合理性；影响使用和保障费用的关键则是可靠性和可维护性，也与结构设计直接有关。
　
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