小型民用飞机颤振适航性研究

论文摘要

颤振是一种复杂的气动弹性不稳定现象,会对飞机飞行安全构成极大的威胁。对于民用飞机的颤振问题,包括美国、中国等许多国家都在适航规章中明确给出相关的要求,即所有型号设计,都必需做颤振分析和颤振试验,飞机必须设计成在气动弹性稳定性包线内的所有形态和设计情况下,都不发生颤振。某型飞机是我国自行新设计的属于CCAR 23部的小型民用飞机,要取得中国民用航空总局颁发的型号合格证,按照CCAR23.629适航条款,就必需对其颤振特性进行分析,以表明其满足适航要求。我国对于23部的小型民用飞机,进行系统的颤振适航性验证和审定还比较少。本文首先对小型民用飞机的颤振适航审定条款FAR23.629进行了追踪分析,研究了初始制订和历次修订对飞机安全性的影响及验证要求,然后对比分析AC23.629-1B和AC25.629-1A,在此基础上研究两类民用飞机的颤振适航条款的异同,为国内颤振适航条款的完善提供参考。最后以该小型民用飞机为研究对象,根据该型飞机的设计特点和研制过程,从适航验证的角度,运用当前工程中常用的计算机辅助工程技术,结合地面实验,以理论计算为主,研究和分析了该型飞机的主要颤振特性及其适航条款符合性。本文研究为该型飞机的颤振适航验证和适航审定提供参考依据,并对以后国内23部民用飞机的颤振适航条款的验证奠定一定的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 飞机气弹问题和颤振的发展概况
• 1.2.2 颤振问题分类及其研究现状
• 1.2.3 民用飞机的适航性要求
• 1.2.4 民用飞机的颤振适航审定发展
• 1.3 某型飞机简介
• 1.4 课题的意义、研究思路
• 1.4.1 课题意义
• 1.4.2 课题研究思路
• 第二章 小型民用飞机颤振适航条款追踪
• 2.1 概述
• 2.2 小型民用飞机的颤振适航审定条款追踪
• 2.2.1 1965 年初始条款与1969 年第23-7 修正案分析
• 2.2.2 1978 年第23-23 修正案分析
• 2.2.3 1984 年第23-31 修正案分析
• 2.2.4 1993 年第23-45 修正案分析
• 2.2.5 1996 年第23-48 修正案分析
• 2.3 小结
• 第三章 23 部/25 部在颤振适航要求方面的差异性分析
• 3.1 概述
• 3.2 运输类民用飞机的颤振适航要求
• 3.2.1 颤振计算要求
• 3.2.2 颤振实验要求
• 3.3 正常类、通勤类民用飞机的颤振适航要求
• 3.3.1 颤振计算要求
• 3.3.2 颤振实验要求
• 3.4 小结
• 3.4.1 理论计算方法对比分析
• 3.4.2 试验方法对比分析
• 第四章 飞机结构有限元模型的建立
• 4.1 前言
• 4.2 飞机结构模型的建立
• 4.2.1 坐标系的选取
• 4.2.2 翼面模型
• 4.2.3 机身模型
• 4.2.4 翼面与机身的连接
• 4.2.5 操纵面及其与翼面的连接
• 4.2.6 尾翼
• 4.2.7 外挂物
• 4.3 全机的结构模型
• 第五章 飞机结构固有动力特性分析
• 5.1 前言
• 5.2 地面共振试验
• 5.2.1 试验目的和要求
• 5.2.2 试验原理及方法
• 5.2.3 试验内容
• 5.2.4 试验结果
• 5.3 有限元模型的动力特性计算
• 5.3.1 计算方法
• 5.3.2 计算内容
• 5.3.3 结果分析
• 5.4 小结
• 第六章 飞机颤振计算分析
• 6.1 概述
• 6.2 非定常气动力计算
• 6.3 颤振计算方法
• 6.4 飞机的颤振特性计算
• 6.4.1 基本翼面的颤振特性计算
• 6.4.2 操纵面的颤振特性计算
• 6.4.3 尾翼颤振特性计算
• 6.4.4 全机颤振特性计算
• 6.5 小结
• 第七章 总结及展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 在校期间研究成果
• 参考文献