飛機 - 有動(dòng)力驅動(dòng)的固定翼飛行器 固定翼飛機或定翼機(Fixed-wing aeroplane),常簡(jiǎn)稱(chēng)為飛機(英文:aeroplane),是指由動(dòng)力裝置產(chǎn)生前進(jìn)的推力或拉力,由機身的固定機翼產(chǎn)生升力,在大氣層內飛行的重于空氣的航空器。它是固定翼航空器的一種,也是最常見(jiàn)的一種,另一種固定翼航空器是滑翔機。飛機按照其使用的發(fā)動(dòng)機類(lèi)型又可被分為噴氣飛機和螺旋槳飛機。1923年7月30日,中國第一架雙層螺旋槳敞蓋飛機由廣東飛機制造廠(chǎng)研制成功。
機身結構
大多數飛機由五個(gè)主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動(dòng)力裝置。
機翼
機翼的主要功用是為飛機提供升力,以支持飛機在空中飛行,也起一定的穩定和操縱作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼。操縱副翼可使飛機滾轉;放下襟翼能使機翼升力系數增大。另外,機翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機、起落架和油箱等。機翼有各種形狀,數目也有不同。在航空技術(shù)不發(fā)達的早期為了提供更大的升力,飛機以雙翼機甚至多翼機為主,但現代飛機一般是單翼機。
在機翼設計的過(guò)程當中,經(jīng)常提到的一個(gè)矛盾是飛機的穩定性和操作性?xún)蓚€(gè)方面,上單翼飛機好像提起來(lái)的塑料袋,他非常的穩定,但是操作性稍微差一點(diǎn);下單翼飛機好像托起來(lái)的花瓶,操作性很靈活,但是穩定性就稍微遜色一點(diǎn)。所以民用飛機一般采用上單翼設計,而表演用途或者其他對操作性要求高的的飛機都采用下單翼設計。
機身
機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備;還可將飛機的其它部件如尾翼、機翼及發(fā)動(dòng)機等連接成一個(gè)整體。但是飛翼是將機身隱藏在機翼內的飛機上基本都是薄壁的鈑金結構,一般是承力件強度比較大,現在基本都采用整體成形,也就是所謂的數控銑。
一般來(lái)說(shuō)這些比較強的件不能一起加工方考慮焊接,個(gè)人只見(jiàn)過(guò)起落架支柱處焊接,其他地方基本是整體成型或者用可拆卸連接的結構。
飛機機身就是地。飛機設備都連接著(zhù)機身。飛機機身通過(guò)輪胎接地。
現代民用飛機的輪胎屬于導電橡膠類(lèi)型,從靜電的角度說(shuō)明,導電橡膠輪胎1M歐姆接地,屬于軟接地,飛機上的靜電是通過(guò)導電橡膠連接到大地上的,釋放靜電需要一定的時(shí)間;如果你是在做加油和抽油工作就不能指著(zhù)導電輪胎給你放電了,因為在加油和放油工作時(shí),液體在管路中高速流動(dòng),能產(chǎn)生很高的高壓靜電,單憑導電輪胎放電是遠遠不夠的,必須把地線(xiàn)直接連接到起落架的接地樁上把導電輪胎的電阻旁路掉,以免發(fā)生爆炸危險。
導電輪胎的結構是由多層網(wǎng)狀導體,在網(wǎng)狀導體之間填充導電橡膠或納米導電橡膠使用模具鑄造而成。
老式蘇式飛機落地后需要機務(wù)人員先給飛機放電20分鐘以后才允許旅客下飛機。
1、帶傳動(dòng)
應用張緊在帶輪上的帶,借助它們間的磨擦或者嚙合,兩軸(多軸)間傳遞運動(dòng)或者動(dòng)力。帶傳動(dòng)擁有結構簡(jiǎn)單、傳動(dòng)安穩 、造價(jià)低廉、不需潤滑和緩沖吸振等特色。
2、鏈傳動(dòng)
屬于擁有中間撓動(dòng)件的嚙合傳動(dòng),與齒輪傳動(dòng)相比,鏈傳動(dòng)的制造安裝精度請求較低,鏈傳動(dòng)受力情況好,承載能力較大,有必定的緩沖以及減振機能。一般應布置在鉛垂面內,如需要布置在水平面或者歪斜面內,應斟酌加裝托板或者張緊輪等裝置。
3、磨擦輪傳動(dòng)
是兩個(gè)互相壓緊的磨擦輪靠接觸面間的磨擦傳遞運動(dòng)以及動(dòng)力。結構簡(jiǎn)單、制造容易、運轉安穩、過(guò)載可以打滑、能無(wú)級扭轉傳動(dòng)比。
4、羅紋傳動(dòng)
是將旋轉運動(dòng)變?yōu)橹本€(xiàn)運動(dòng)或者把直線(xiàn)運動(dòng)變?yōu)樾D運動(dòng),同時(shí)進(jìn)行能量以及力的傳遞,或者者調劑零件的互相位置。
依據羅紋副磨擦性質(zhì)不同分為滑動(dòng)螺旋、轉動(dòng)螺旋、靜壓螺旋。依據用處不同分為傳力螺旋(以傳遞能量為主,如螺旋壓力機)、傳動(dòng)螺旋(以傳遞運動(dòng)為主,請求有較高的傳動(dòng)精度,如金屬切削機床的進(jìn)給螺旋)、調劑螺旋(調劑零件的互相位置,如壓力機的調劑螺旋)。
5、齒輪傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)是依托兩個(gè)或者多個(gè)互相嚙合的齒輪來(lái)傳遞動(dòng)力以及運動(dòng)。它的特色是瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)比范圍大,可增速或者減速、速度(節圓圓周速度)以及傳遞功率的范圍大、傳遞的效力高、結構 緊湊,合適近距離傳動(dòng)、制造工藝繁雜、本錢(qián)高、無(wú)過(guò)載維護裝置,傳動(dòng)時(shí)噪音、振動(dòng)以及沖擊大,污染環(huán)境。
參考資料來(lái)源:搜狗百科——機械傳動(dòng)
大多數飛機由五個(gè)主要部分組成:機翼、機身、尾翼、起落裝置和動(dòng)力裝置。
機翼
機翼的主要功用是為飛機提供升力,以支持飛機在空中飛行,也起一定的穩定和操縱作用。在機翼上一般安裝有副翼和襟翼。操縱副翼可使飛機滾轉;放下襟翼能使機翼升力系數增大。另外,機翼上還可安裝發(fā)動(dòng)機、起落架和油箱等。機翼有各種形狀,數目也有不同。在航空技術(shù)不發(fā)達的早期為了提供更大的升力,飛機以雙翼機甚至多翼機為主,但現代飛機一般是單翼機。
機身
機身的主要功用是裝載乘員、旅客、武器、貨物和各種設備;還可將飛機的其它部件如尾翼、機翼及發(fā)動(dòng)機等連接成一個(gè)整體。但是飛翼是將機身隱藏在機翼內的。
尾翼
尾翼包括水平尾翼(平尾)和垂直尾翼(垂尾)。水平尾翼由固定的水平安定面和可動(dòng)的升降舵組成(某些型號的民用機和軍用機整個(gè)平尾都是可動(dòng)的控制面,沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的升降舵)。垂直尾翼則包括固定的垂直安定面和可動(dòng)的方向舵。尾翼的主要功用是用來(lái)操縱飛機俯仰和偏轉,以及保證飛機能平穩地飛行。
起落裝置
起落裝置又稱(chēng)起落架,是用來(lái)支撐飛機并使它能在地面和其他水平面起落和停放。陸上飛機的起落裝置,一般由減震支柱和機輪組成,此外還有專(zhuān)供水上飛機起降的帶有浮筒裝置的起落架和雪地起飛用的滑橇式起落架。它是用于起飛與著(zhù)陸滑跑、地面滑行和停放時(shí)支撐飛機。
動(dòng)力裝置
動(dòng)力裝置主要用來(lái)產(chǎn)生拉力或推力,使飛機前進(jìn)。其次還可以為飛機上的用電設備提供電力,為空調設備等用氣設備提供氣源。
現代飛機的動(dòng)力裝置主要包括渦輪發(fā)動(dòng)機和活塞發(fā)動(dòng)機兩種,應用較廣泛的動(dòng)力裝置有四種:航空活塞式發(fā)動(dòng)機加螺旋槳推進(jìn)器;渦輪噴射發(fā)動(dòng)機;渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機;渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機。隨著(zhù)航空技術(shù)的發(fā)展,火箭發(fā)動(dòng)機、沖壓發(fā)動(dòng)機、原子能航空發(fā)動(dòng)機等,也有可能會(huì )逐漸被采用。動(dòng)力裝置除發(fā)動(dòng)機外,還包括一系列保證發(fā)動(dòng)機正常工作的系統,如燃油供應系統等。
結構件是飛機零件中最大的一種零件。
這類(lèi)零件主要用鋁合金制造。基于制造工藝和零件重量考慮,以前主要采用鋁板經(jīng)鉚而成(至今仍有部分零件采用此種方法制造)。
現在采了全然不同的設計技術(shù),需要將多種不同功能集成到一個(gè)結構件上。這就是集成設計技術(shù)。
這種零件是用一塊實(shí)體鋁坯經(jīng)銑削加工而成。這類(lèi)零件很復雜,通常包含極小的底面和薄壁(0.6~2mm),呈蜂巢狀。
這類(lèi)零件的幾何形狀由不同的表面及規定的曲面構成。接近飛機外部輪廓的表面也是必須是自由曲面。
圖1 整體結構的Pilatus PC 9飛機主梁(圖片提供:StarragHeckert公司) 例如,Pilatus PC 9飛機的主梁,在以前的設計中是由156個(gè)不同零件構成的。這樣,就需要各種折彎設備和裝配夾具。
在Pilatus PC 12飛機上,這類(lèi)部件采用了集成設計技術(shù)。 零件的數量減少到3個(gè),而且是采用簡(jiǎn)單的螺栓連接(圖1)。
在25年前,這家飛機公司在開(kāi)發(fā)飛機時(shí),由于沒(méi)有復雜的軟件工具,NC技術(shù)還處于初期階段,只能用繁瑣的編程語(yǔ)言,如APT、Fortran等等定義復雜的幾何形狀;NC機床還是采用21/rD控制,從而嚴重聘用制了復雜形面和幾何形狀的生成。 由于某種原因上述原因,為控制鋁件的重量,用鋁板構成機架,即將20余種不同形狀的板材成型件組裝和連接在一起構成一個(gè)大的結構件。
零件成型過(guò)程極為復雜。工件材料要經(jīng)過(guò)12次機械加工和4次熱處理,由于幾何形狀的不一致、拉伸/斷裂等,致使廢品率極高。
這種機架的裝配需要6道工序,而且必須考慮到材料的拉伸問(wèn)題。 如今,編程系統和CNC機床已經(jīng)能使我們銑削加工出以前無(wú)法生成的形狀。
以前,采用傳統技術(shù),需要20多個(gè)板材成型件才能構成的部件,現在只用2個(gè)零件。幾何形狀極為復雜,必須完全滿(mǎn)足零件的所有要求。
用一塊實(shí)體鋁坯銑制一個(gè)零件,其中98%的材料都變成了廢屑。 三步完成產(chǎn)品加工 NC編程過(guò)程需要的專(zhuān)業(yè)知識要求最高,要求集成各種不同生產(chǎn)工藝:CAD/CAM、切削刀具、夾具設計和銑削技術(shù)。
現在只需三道貌岸然工序就可以制造出這樣一個(gè)機架部件:1)獲取經(jīng)過(guò)預切削并帶有夾持用孔的原材料,2)銑削零件,3)手動(dòng)鉆出鉚釘孔(利用夾具)。 零件毛刺在加工過(guò)程中完成。
首件檢驗合格后,銑削加工過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行,無(wú)需操作員干預。這樣就大大簡(jiǎn)化了尺寸和裂紋的檢測,與以前的制造方法相比,降低了生產(chǎn)成本。
集成結構還對零件裝配具有重大影響。整個(gè)模塊(部件)可以直接裝配。
所制造的零件公差極為嚴格,具有很好的互換性。裝配精度得到保證,且過(guò)程穩定,大幅度縮短了所需的裝配時(shí)間。
圖2 特別適合于五軸聯(lián)動(dòng)加工的StarragHeckert公司的STC 1000/130機床,功率為70kW時(shí),主軸轉速為24,000r/min適用于高速銑削的機床與刀具 坯料是用水刀將厚127mm或76mm的鋁板切切割到近似形狀。坯料尺寸為840*665mm,重90kg或60kg。
夾具包括角度板和標準孔系及加工工件第二面的真空接合適配板。機床采用特別適用于五軸聯(lián)動(dòng)加工的斯達拉格海科特STC 1000/130型機床:主軸功率為70kW,在100%負載運行時(shí)最高轉速達24000r/min (圖2);主軸錐孔:HSK63A;機床X/Y/Z軸行程為:1700mm/1600mm1950mm;主軸可傾范圍:-60/+100°;工作臺是B軸。
該機床采用鋼板焊接結構,具有較高的剛度。 整個(gè)加工過(guò)程需要7把切削刀具和4把鉆頭。
刀具為整體刀體,最大直徑為32mm,形狀配合的刀片能防止其在以高達24000r/min的轉速切削時(shí)離心力可能造成的損壞。全部刀具直徑都在25mm以上,中空冷卻,油霧潤滑。
起先直徑小于25mm的刀具為整體硬質(zhì)合金刀,采用收縮式刀柄。刀具長(cháng)度為90和220mm.。
全部切削刀具連同刀柄都經(jīng)過(guò)平衡,在24000r/min轉時(shí)平衡質(zhì)量為Q2.5。為保證加工過(guò)程的安全,精確定義了每把刀具的切削參數,即采用專(zhuān)用軟件,對刀具組件進(jìn)行了知識臨界速度(自振)檢測。
零件經(jīng)二次裝夾完成全部加工(包括鉚接孔)。為防止薄壁件在加工中的應力變形和保證嚴格控制的公差,面銑和周邊銑削采用了高速銑削加工工藝。
在總的銑削加工時(shí)間內,約60%的時(shí)間需要五軸聯(lián)動(dòng)加工,粗加工占總加工時(shí)間的40%,手動(dòng)加工主要是去毛刺和鉆部分鉚釘孔。 圖3 二次裝夾時(shí),利用一專(zhuān)用工件適配夾具夾持零件已加工面上的工藝搭子結果超過(guò)預期 首先將工件用螺栓固定在夾具上,用雷尼紹測頭識別零件。
第一道貌岸然工序是用直徑63mm 的刀頭,沿Z面運動(dòng),將工件粗銑至接近最終形狀。粗銑時(shí)的進(jìn)給速度可達17m/min ,金屬切除率達6500mm3/min。
第二道工序是用25mm整體硬質(zhì)合金立銑刀粗銑出零件外形。由于這一輪廓面是曲面,要采用五軸聯(lián)動(dòng)加工才能獲得一致的精加工允差。
隨后用直徑16mm 整體硬質(zhì)合金立銑刀,以9m/min的進(jìn)給出量對此外形進(jìn)行精加工(五軸聯(lián)動(dòng))。零件的二次裝夾加工也采用同一夾具。
二次裝夾時(shí),利用專(zhuān)用工件適配夾具夾持零件已加工面上的工藝搭子(圖3)。其第一道工序仍是用63mm 的銑刀,沿Z面粗銑出零件輪廓,以下工序亦與上述第一次裝夾的加工方法相同。
隨后的精加工極為關(guān)鍵。此時(shí),零件已經(jīng)變得極薄,在振動(dòng)。
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