第二章 习题答案2．飞机由垂直俯冲状态退出，沿半径为r 的圆弧进入水平飞行。

若开始退出俯冲的高度H 1＝2000 m ，开始转入水干飞行的高度H 2＝1000 m ，此时飞行速度v ＝720 km/h ，(题图2.3)，求（1）飞机在2点转入水平飞行时的过载系数n y ； （2）如果最大允许过载系数为n ymax ＝8，则为保证攻击的突然性，可采用何种量级的大速度或大机动飞行状态?(即若r 不变，V max 可达多少? 如果V 不变，r min 可为多大?解答（1） 08.5)(8.9)36001000720(112122=-⨯⨯+=+==H H gr v G Y n y（2）hkm r g n v y /2.94310008.9)18(.).1(max =⨯⨯-=-=m n g v r y 1.583)18(8.9)36001000720()1(22min -⨯⨯=-=3．某飞机的战术、技术要求中规定：该机应能在高度H ＝1000m 处，以速度V=520 Km/h 和V ’＝625km ／h(加力状态)作盘旋半径不小于R ＝690m 和R ’＝680m(加力 状态)的正规盘旋(题图2.4)。

求(1) 该机的最大盘旋角和盘旋过载系数n y ；(2) 此时机身下方全机重心处挂有炸弹，重G b ＝300kg ，求此时作用在炸弹钩上的载荷大小及方向(1kgf ＝9.8N)。

解答：（1）βcos 1==G Y n y∑=01X r v m Y 2sin =β①∑=01YG Y =βcos ②由①与②得2==grv tg βο04.72=β（非加力）523.46808.9)36001000625(2=⨯⨯=βtg ο5.77=β（加力） 6.4cos 1==βy n（2） r v mN X 21=6．飞机处于俯冲状态，当它降到H ＝2000m 时(H ρ=0.103kg ／m 3。

)遇到上升气流的作用(题图2.7)，求此时飞机的n y 。

已知飞机重量G=5000kg ，机翼面积S=20m 2，5.4=αy C 。

此时的飞行速度V=540 km ／h ，航迹半径r=8.00m ，y 轴与铅垂线夹角=ϕ600，上升气流速度u ＝10 m ／s ,突风缓和因子K=0.88。

解答：① 0333.036001000540211060cos =⨯⨯==⋅vu tg s ο<α ο<91.1=α② q s KC Y y ⋅⋅=αα<<=221v s KC y ραα⋅⋅<=2)36001000540(1035.021203.5791.15.488.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=3 0.125 KN③gr v Gma G Y 260cos ==+οο60cos 2G gr v G Y -==ο60cos 2G gr v G -=37.21050)218008.9)36001000540((32=⨯⨯-⨯⨯G ④77.150125.3037.2-=--=--=GG GYY n y <vu 。

GY7．飞机以过载n y ＝-3作曲线飞行，同时绕飞机重心以角加速度=Z α 3.92rad ／s 2转动,转动方向如(题图2.8)所示。

若发动机重量G E ＝1000kg ，发动机重心到全机重心距离l ＝3m ，发动机绕本身重心的质量惯性矩I Z0＝1200 N ·m ·s 2，求 (1) 发动机重心处过载系数n yE(2) 若发动机悬挂在两个接头上，前(主)接头位于发动机重心处，后接头距发动机重心0.8m ，求此时发动机作用于机身结构接头上的质量载荷(大小、方向)。

解答： （1） ①3-==G Yn yE② 2.18.9392.3=⨯====i i z i i i i iiy yY G x m G a m G N n α③8.12.13-=+-=+=yr ye yE n n n （2）MN I M z G Z G Z i v i v ⋅-=-⨯==4704)92.3(1200α<N lM N iv G Z 58808.04704===<重心处（前接头）KNKN G n N i yE 18108.11-=⨯-=⋅=前接头作用于发动机的力为y 轴负向 发动机受到的外力向下LACN 前1n y E后接头 KN N 8.5+=后（y 轴正向）KN N 88.52-=前KN N N N 88.2388.51821-=--=+=前前前以上为发动机接头受的力发动机作用于机身结构接头上的质量载荷应反向，即KN N 88.23=前向上KN N 8.5=后向下飞机结构设计第三章习题解答一、 一双粱机翼，外翼传到2＃肋剖面处的总体内力分别力剪力Q ＝100 kN(作用在刚心上)，弯矩M=5×l03 Kn ·m 、扭矩M t = 30 kN ·m 。

已知前、后粱的平均剖面抗弯刚度为EI 前＝1010kN ·mm 2、EI 后＝2×1010kN ·mm 2；前、后闭室平均剖面抗扭刚度为K t 前＝5×108 kN ·mm 2，K t 后＝109 kN ·mm 2。

求：(1)当L 前＝L 后＝1500 mm 时，Q 、M 、M t 在2#肋剖面如何分配(题图3．2(a))? (2)当L 前＝3000 mm 、L 后＝1500 mm 时，Q 、M 、M t 在此剖面又如何分配(题图 3．2(b))?(计算扭矩分配时，假设不考虑前、后闭室之间和1#肋对前闭室的影响)。

1.L 前=L 后N 前2N 后（1） Q 的分配 K=22EJ L L 前=L 后∴ 只与2EJ 有关Q 1=112K Q K K += 122EJ L [22L （121EJ EJ +）]Q = 112EJ Q EJ EJ += 112Q += 0.333Q= 3330kg = 33.3KNQ 2= 6670kg = 66.7KN(2) M 的分配 K=KJL ∴ 关系式仍同上1M = 0.333⨯5⨯105 = 1666.7 KN mM 2= 0.667⨯5⨯105= 3335 KN m（3） M t 的分配M t1= 5510tM += 0.333⨯3⨯103 = 0.999⨯103kg.m = 10 KN mM t2 = 0.667⨯3⨯103 = 2.001⨯103kg.m = 20 KNm2.L 前=3000 mm L 后=1500 mm(1) Q 的分配 K=22EJ LK 1= 2⨯()122103000= 2⨯12610910⨯=29⨯106 = 2⨯106⨯0.111K 2= 2⨯()122101500= 2⨯29⨯106 = 222.25⨯⨯106 = 2⨯106⨯0.889K 1+ K 2 = 2⨯106 ( 19+12.25) = 2⨯106 ( 0.111+0.889) = 1⨯2⨯106∴ Q 1= 0.111⨯10000 = 1110kg = 11.1KN Q 2= 8890kg = 88.9KN（2） M 的分配 K 1 = KJ L = 12103000= 0.333⨯109K 1 = 12101500Q ⨯= 1.333⨯109K 1+ K 2 = 1.666⨯1091M = 0.3331.666⨯5⨯105 = 0.1999⨯5⨯105 = 0.2⨯5⨯105 = 105 kg m = 1000 KN m 2M = 4⨯105 kg m = 4000 KN m（3） M t 的分配K 1=105103000⨯=1.667⨯107 K 2=1010101500⨯=6.667⨯107K1+ K2 = 8.334⨯107M t1 = 1.6678.334⨯3⨯103 = 0.2⨯3⨯103 = 0.6⨯103 kg.m = 6 KN mM t2 = 6.6678.334⨯3⨯103 = 0.8⨯3⨯103 = 2.4⨯103 kg.m = 24 KN m二. 题图3.3所示两机翼，(a)为单块式，且双梁通过机身，而长桁在机身侧边切断；(b)为单块式，整个受力翼箱通过机身。

请画出两种情况下a—a、b—b段长桁的内力图，并筒要说明何以如此分布？三. 请画出以下各指定翼肋的力平衡图和内力图(题图3.4)。

(1) 薄蒙皮双粱式机翼，I肋在气动载荷作用下：(a)前、后缘未略去，(b)若略去前、后缘的气动载荷和结构。

(2) 该机翼前粱转折处的Ⅱ助在传递总体弯矩M时所受的裁荷，画出其力平衡图和内力图：(a)剖面筒化为矩形；(b)剖面上、下为曲线。

(3) 薄蒙皮双梁式机翼，Ⅲ肋后缘受有Y向集中力P。

(4) 机翼外段为双梁式，内侧为三梁式，Ⅳ肋位于结构布置变化处，画出传总体力时，该肋的力平衡图和内力图。

两闭室对称，此时q1t=222tMBH= 2tMBH= 2t q（1）若δ不变，只是两闭室面积不同，则q仍相同，扭矩引起的剪力与弯矩同上；但刚心位置可能变动，所以多一个扭矩（2）若δ不同，也会引起两闭室扭刚不同，则在分析M t时，就会出现Q，M内力。

(5) 薄蒙皮双梁式机翼v肋后梁上作用有集中力Py ，求该肋受Py力时的平衡图和内力图(假设前、后粱弯曲刚度相等)。

若前后梁对称右支点：12Py +2tM HBH=12Py+22yBPHBH=12Py+14Py =34Py若前后梁不对称，例如前梁刚度为后梁的2倍，刚心在2/3B 处，则M t = Py*2/3*Bq t = 2B Py 32BH =13H P y ∴ P y －1Py Py+33⎡⎤⎢⎥⎣⎦＝1Py 3 M ： 1Py3•X-13H P y •X •H = 0(6) 薄蒙皮双粱式机翼Ⅵ肋上C 点处受有集中力P x 时的力平衡图和内力图.M =X P 4B •H •X+XP 4B •H •Xt M = 2X P 4B •H •2B +2X P 4B •H •ΔX - P X 2H•ΔX四 请画出题图3.5所示各机翼结构中所指定肋的力平衡图和内力图。

(1) 长桁在机身对称轴处对接的双梁单块式后掠翼，I 肋在传递总体力弯矩的过程中所受的载荷，并画出力平衡图和内力图。

解：传M 时I 的力矩图42*2,24ttM MBH BH BHM qq ===在3B 处： ****3322*30.33t t B B M H HM BHM BH M q q --=-=-突变处： 2 1.330.67M M M -=在2B处： 22***22220M BM H BH M M -=-=如果认为已扩散成水平剪流则：∴此M 值很小（两种方法都可以）。