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1、 学校代码 学 号 1分类号 1密 级 毕业设计(论文)收缩展开式机翼的结构设计学习中心名称 专业名称飞行器制造工程学生姓名指导教师2013年 9月20日 III 北京航空航天大学毕业设计(论文) 北京航空航天大学本科毕业设计（论文）任务书、毕业设计（论文）题目：收缩展开式机翼的结构设计 、毕业设计（论文）选题意义及要求：虽然采用传统结构的机翼具有机翼强度高、重量轻以及翼载荷大等优点，但随着现在飞行器结构的发展和现代战争的要求，在一些特殊的情况下，要求飞行器的机翼能进行适当的收缩、折叠等变形。 、毕业设计（论文）工作内容：结构设计的任务是在飞机总体设计的基础上，设计出能满足各项要求的具体结构。
2、具体的说，机翼的结构设计是根据给定的原始依据，合理的选择机翼结构的受力型式，布置机翼结构的主要受力构件，确定结构元件的数量及尺寸。、主要参考资料：1 林一平.研发中的折叠充气翼飞机J. 飞航导弹，2002，8(3)2 李玉芬，高俊国.炮兵侦察用无人机J .飞航导弹，2003，43 穆军.美军实施“外科手术”的关键武器J.现代兵器，1999，54 动态.小直径炸弹长出“钻石背”弹翼J.现代军事，2004，45 Jamey D. Jacob, Andrew Simpson, Suzanne Smith. Design and Flight Testing ofInflatable Wings wi
3、th Wing Warping J. Society Automotive Engineers, 2005, 6(3)6 Andrew Simpson, Jamey Jacob. Aerodynamic Control of an Inflatable Wing UsingWing Warping. AIAA-2005-51337 雷娟棉，吴甲生.钻石背弹翼外形参数对气动特性的影响J .北京理工大学学报，2006，26(11)8 胡其彪.空间可伸展结构的设计及动力学分析研究D.浙江：浙江大学，20019 Osman M.O.M., Bahgat B.M., Dukkipati R.V. .Ki
4、nematic Analysis of SpatialMechanisms Using Train ComponentsJ. ASME Trans. J. of Mech. Des, 1981.10 张启先.空间机构的分析与综合(上册)M.北京：机械工业出版社，198411 祝毓琥，刘行远.空间连杆结构的分析与综合M.北京：高等教育出版社，1986 收缩展开式机翼的结构设计摘 要机翼/弹翼变形的主要方式有两种，一种是以充气机翼为代表的收缩展开方式，另一种是以“钻石背”型弹翼为代表的折叠展开方式。充气机翼通常采用塑料或者橡胶薄膜制造，具有取材容易、造价低、质量轻、制造方便、可折叠、携带吊挂飞机便
5、利、机翼能充气、可伸展、耐疲劳、维护简单、可修补等优点。但是在使用过程中也会产生问题，本文在此基础上，重点研究了收缩展开机翼的结构设计。关键词：机翼；收缩展开式；结构设计IV北京航空航天大学毕业设计(论文) Contractionexpansion of the wing structure design Author : Kang Di Tutor : Xu Sheng LiAbstractWing/there are two main ways of elastic wing deformation, a contraction is a delegate with inflatable
6、wings - way, another is a delegate with type diamond back wing folding - way. Inflatable wings are usually made of rubber or plastic film has drawn easily, low cost, light quality, easy to manufacture, foldable, convenient carrying hanging plane, the wings can inflate, scalable, fatigue resistance,
7、simple maintenance, repair, etc. But also can produce problems in using process, in this paper, on this basis, the research is mainly focused on the contraction - wing structure design.Key words: wing; Contraction, expansion; The structure design.V北京航空航天大学毕业设计(论文) 目 录1 引言12 机翼的结构分析22.1机翼的受载22.2机翼在外载
8、荷作用下的受载情况33机翼的结构设计53.1机翼结构设计的内容53.2结构设计的原始依据53.3各种机翼结构受力型式的特点53.4机翼受力型式的选择63.5机翼结构主要受力构件布置的准则63.6机翼结构受力构件布置的基本原则74 收缩展开式机翼的结构方案设计9致谢13参考文献14第 15 页北京航空航天大学毕业设计(论文) 1 引言虽然采用传统结构的机翼具有机翼强度高、重量轻以及翼载荷大等优点，但随着现在飞行器结构的发展和现代战争的要求，在一些特殊的情况下，要求飞行器的机翼能进行适当的收缩、折叠等变形。结构设计的任务是在飞机总体设计的基础上，设计出能满足各项要求的具体结构。具体的说，机翼的结构
9、设计是根据给定的原始依据，合理的选择机翼结构的受力型式，布置机翼结构的主要受力构件，确定结构元件的数量及尺寸。为此，笔者主要对典型受力型式机翼的气动载荷传力路线和机翼主要受力构件的用途以及结构形式进行了研究分析，并提出能够实现收缩弹出功能的机翼结构方案。2 机翼的结构分析2.1机翼的受载当飞机在飞行状态时，作用在机翼上的力有：（1）以吸力和压力的形式直接作用在蒙皮上的分布气动力载荷；（2）分布在机翼整个体积上的机翼结构质量力和装载物的质量力；（3）其他部件的集中质量力和支反力。机翼在这些力的作用下处于平衡状态。设单位长度翼展上的设计气动力载荷为qb，可以用表示（图 2.1.1），其中，而Cx和
10、Cy按相对应的设计受载情况下的攻角在机翼极曲线上选取。对于工程计算，角很小，可以取cos= 1。一般假设飞机的全部升力由机翼产生，于是有（2.1.1）式中：图2.1.1 气动力沿机翼弦向的分布机翼的结构质量力为气动力的8% 15%，它们按与气动力同样的规律分布，即质量力qw的作用点xm就是抛面的质心，一般位于距前缘40%50%的弦长处。机翼上分布的气动力载荷和质量分布可以用一个当量载荷代替，即 其中，其作用点距前缘的距离为2.2机翼在外载荷作用下的受载情况用沿翼展分布的载荷q来表示作用在翼面上的力，如图 2.1.2 所示。图 2.1.2 中，cg为抛面刚心，c p为压心。假想的从翼面上截取一部
11、分Ssec；它上面的合力为Qsec，Qsec既不通过a-a轴，也不通过z-z轴。由于Qsec的作用，在a-a切面上产生了限制位移的内力一一剪力Q和弯矩M，而相对与z-z轴，产生了弯矩M。建立Q使翼梁腹板受剪。在弯矩M作用下机翼承受弯曲变形（图2.1.3），而翼梁缘条和机翼壁板承受拉伸和压缩。图2.1.3：气动载荷沿翼展和翼弦方向的分布图2.1.4：机翼在气动载荷作用下的变形在扭矩M，的作用下机翼承受总体扭转变形（如上图），而蒙皮和翼梁腹板形成的闭室受剪。机翼上的分布载荷q实际上作用在与气动升力Y成角的方向上（YV），因此，与q同方向的剪力Q和弯矩向量M（MQ）将具有垂直方向的分量（以Qv和Mv
12、）和水平方向的分量（Qh和Mh）。但是，因为角很小，而惯性矩Jy比Jx二大得多，由Qh和Mh引起的机翼结构件中的应力可以忽略不计，因此，认为机翼剖面上只有3个力:QvQ，MvM和Mt。3机翼的结构设计结构设计的任务是在飞机总体设计的基础上，设计出能满足各项要求的具体结构。具体的说，机翼结构设计是指根据给定的原始依据，合理的选择机翼结构的受力型式，布置机翼结构的主要受力构件，确定结构元件的数量及尺寸。3.1机翼结构设计的内容机翼结构设计的内容与一般飞机结构设计相同，主要包括（1）熟悉机翼结构设计的原始条件、基本要求、设计规范等；（2）结构方案设计（选择结构受力型式、主要元件的布置、材料的选取等）；（3）机翼结构的
