【正文】 1 飛機(jī)部件課程設(shè)計(jì) 長空一號無人機(jī)方向舵設(shè)計(jì) 2 目錄 一、初步方案 ........................................................ 4 、結(jié)構(gòu)形式 .................................................... 4 、翼肋布置 ..................................................... 4 、懸掛點(diǎn)配置 ................................................... 4 、操縱接頭的布置 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、 配重方式 ................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、開口補(bǔ)強(qiáng)方案 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、方向舵理論圖 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽 。 二、載荷分布及內(nèi)力圖 ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、載荷分布 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、懸掛點(diǎn)位置的確定 ............................................. 5 、內(nèi)力圖 ....................................................... 7 三、設(shè)計(jì)計(jì)算 、梁 、尺寸的確定 ................................................. 7 、材料的選擇 ................................................. 8 、扭矩及扭矩圖 ............................................... 8 、梁腹板校核 ................................................ 10 、梁緣條的校核 .............................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、蒙皮的設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................. 12 、前緣蒙皮校核 ........................................... 12 、后段蒙皮校核 ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、肋的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................ 14 、后段普通肋的計(jì)算 ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、后段中間加強(qiáng)肋設(shè)計(jì) ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、端肋肋的設(shè)計(jì) ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、前緣加強(qiáng)肋的設(shè)計(jì) ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、接頭和轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì) .............................................. 17 、接頭與梁的位置關(guān)系 ..................................... 17 3 、軸承的選擇 ............................................. 18 、螺栓組合 件的選擇 ....................................... 18 、支座的設(shè)計(jì) .................................................. 18 、支承接頭支座設(shè)計(jì) ....................................... 18 、搖臂支座設(shè)計(jì) ........................................... 19 、鉚釘設(shè)計(jì) .................................................... 20 、鉚釘直徑的確定 ......................................... 20 、鉚釘長度的確定 ......................................... 20 、鉚釘間距及邊距的確定 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、尾刃的設(shè)計(jì) ............................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 四、重心計(jì)算及配重設(shè)計(jì) ............................................. 21 、重心計(jì)算 .................................................... 21 、前緣蒙皮重量重心計(jì)算 ................................... 21 、梁的重量重心計(jì)算 ....................................... 21 、前緣肋重量重心計(jì)算 ..................................... 21 、后緣肋重量重心計(jì)算 ..................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、后段蒙皮重量重心計(jì)算 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、尾刃重量重心 計(jì)算 ....................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、支承支座重量重心計(jì)算 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、搖臂支座重量重心計(jì)算 ................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、質(zhì)量和質(zhì)心計(jì) 算 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 、配重設(shè)計(jì) .................................................... 26 五、總結(jié) ........................................................... 27 六、裝配工藝流程 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 28 七、參考資料 ....................................................... 29 4 5 第一部分 初步方案 方向舵的受力型式 方向舵使用載荷為 12021N，載荷相對較小，選擇單梁式，轉(zhuǎn)軸后為無墻三角單閉室結(jié)構(gòu)。 長空無人機(jī)方向舵在 XOY 平面內(nèi)的外形由垂直尾翼的后段和方向舵前段外形決定。綜合考慮可得外形。 其中，垂尾的翼型為 NACA 0008。 方向舵前段外形參數(shù)（單位： mm） X 0 20 40 62 80 100 270 310 Y 0 0 方向舵外形 翼型最大厚度在 62mm 處，最大厚度為 。因此將梁布置在離前緣 62mm 處，為了方便與前緣蒙皮的連接和安裝，采用的“ U”形梁。 同時(shí) ,平尾需要與方向舵連接，則在方向舵上要開口，深度為45mm，不會影響到梁。 翼肋的布置 共布置九個(gè)翼肋（含兩個(gè)端肋），間距 。 由于方向舵結(jié)構(gòu)高度較低，為了裝配方便，后部翼肋分為 2個(gè)翼肋，分別與蒙皮鉚接組成壁板后與梁鉚接，且左右兩個(gè)半肋分開布置，以便壁板與梁的鉚接。 懸掛點(diǎn)的布置 《飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》中懸掛點(diǎn)的數(shù)目的選擇和位置的布置原則是保證使用可靠，轉(zhuǎn)動靈活，操縱面積懸掛點(diǎn)接頭的質(zhì)量輕。 懸掛點(diǎn)接頭的數(shù)目增加使操作面受到的彎矩減小，降低操作面的質(zhì)量，與此同時(shí)，懸掛接頭質(zhì)量增加，運(yùn)動協(xié)調(diào)難度增大；反之，減少懸掛點(diǎn)的數(shù)目，運(yùn)動協(xié)調(diào)容易，但操縱面上彎矩大，且不符合損傷容限設(shè)計(jì)思想。 綜合考慮，確定懸掛點(diǎn)的數(shù)目為 3個(gè) 操縱接頭的布置 為使最大扭矩盡量小，將接頭布置在中間。 配重方式 配重方式分集中和分散配重。考慮到長空無人機(jī)速度低，對質(zhì)量敏感，采用集中配重的方式，即在方向舵的上下兩端前伸出配 單梁式 梁腹板距前緣 62mm 梁截面為 “ U”形 9 個(gè)翼肋 3 個(gè)懸掛點(diǎn) 兩個(gè)集中配重 6 重塊。 開口補(bǔ)強(qiáng)方案 ○ 1 前緣閉室開口處兩側(cè)采用加強(qiáng)肋 ○ 2 梁腹板開口處采用支座的三面對其加強(qiáng)。 方向舵理論圖 第二部分 載荷分布及內(nèi)力圖 載荷分布 載荷沿展向的分布與弦長成正比，由于 b 根 /b 尖 =1，故載荷沿展向是均勻分布的，如圖： 已知方向舵的使用載荷為 NPe ?? ，安全系數(shù)為f=，故設(shè)