小型飞机水平尾翼系统设计含4张CAD图.zip
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小型飞机水平尾翼系统设计开题报告、课题论证1.1课题研究的目的与意义飞机的水平尾翼简称平尾,它被安装在机身后部,主要用来保持飞机在飞行中的俯仰平衡、纵向稳定性和控制飞机的俯仰飞行姿态。水平尾翼是飞机系统的重要组成部分,实现飞机水平尾翼健康信息发展趋势的早期预测对于及时发现和排除潜在隐患、保障飞机安全飞行具有重要的指导意义。水平尾翼是飞机飞行的的关键部分,保证飞机的纵向稳定性和操纵性。水平安定面的作用是使飞机具有适当的静稳定性。当飞机在空中作近似匀速直线运动飞行时,常常会受到各种上升气流或者侧向风的影响,此时飞机的航行姿态就会发生改变,飞机会围绕质心左右(偏航)、上下(俯仰)以及滚转。如果飞机是静不稳定的,就无法自动恢复到原来的飞行姿态,即如果飞机受到风的扰动而抬头,那么飞机就会持续抬头,而且当这股扰动气流消失以后,飞机就会保持抬头姿态,而无法恢复到原来的姿态。飞机的水平安定面就能够使飞机在俯仰方向上(即飞机抬头或低头)具有静稳定性。水平安定面是水平尾翼中的固定翼面部分。当飞机水平飞机时,水平安定面不会对飞机产生额外的力矩;而当飞机受到扰动抬头时,此时作用在水平安定面上的气动力就会产生一个使飞机低头的力矩,使飞机恢复到水平飞机姿态;同样,如果飞机低头,则水平安定面产生的力矩就会使飞机抬头,直至恢复水平飞行为止。通过该设计题目,不仅可以提高水平尾翼系统质量和精度,而且可以使我在设备总体方案设计、机械结构设计、零件强度计算、编写技术文件、查阅文献和设计软件应用能力方面受到一次综合训练,巩固和综合运用所学知识,掌握正确设计思想与方法,培养我们的工程应用、综合分析、解决问题和独立工作的能力,同时对我们的思想品德、工作态度以及作风等方面会有很大的影响,增强事业心和责任感。1.2文献综述(相关课题国内外研究的现状)1.2.1国内外发展现状本世纪初在美国有一对兄弟他们在世界的飞机发展史上做出了重大的贡献,他们就是莱特兄弟。在当时大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能,而莱特兄弟确不相信这种结论,从1900年至1902年他们兄弟进行1000多次滑翔试飞,终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载人飞行的飞机“飞行者”1号,并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。同年,他们创办了“莱特飞机公司”。这是人类在飞机发展的历史上取得的巨大成功. 1903年12月17日莱特兄弟驾驶他们制造的飞行器员进行首次持续的有动力的、可操纵的飞行。12月17日凌晨飞机从平地起飞。这天莱特兄弟共试飞3次,第一次飞行12秒,最长一次飞行59秒,行程约260米。本图为莱特兄弟1903年制造的飞机。1905年他们又制造了世界上第一架实用的飞机,能转弯、倾斜、做圆圈飞行和8字飞行,连续航行时间超过半小时。从此,人类的航空事业揭开了崭新的一页。飞机的发明在一定程度上改变了20世纪的人类历史。发明没多久,飞机便开始广泛应用于军事领域,执行侦察、轰炸、运输等多项军事任务。如今,掌握制空权甚至成为左右战争全局的关键,军用飞机的分类也更细,如歼击机、截击机、强击机、轰炸机、反潜机、侦察机、预警机、电子干扰机、空中加油机、舰载飞机及军用运输机,等等。飞机也大量用于民用,已成为当今世界不可缺少的交通工具。此外,飞机还广泛应用于工业、农业、救护、体育等多种领域,如大地测绘、地质勘探、资源调查、播种施肥、森林防火等。飞机的发明也使航空运输业得到了空前发展,许多为工业发展所需的种种原料拥有了新的来源和渠道,大大减轻了人们对当地自然资源的依赖程度。特别是超音速飞机诞生以后,空中运输更加兴旺。那些不宜长时间运输的牲畜和难以长期保存的美味食品,也可以乘坐飞机而跨越五湖四海,给世界各地的人们共赏共享。当年连贵妃娘娘都不易品尝的岭南荔枝,如今也出现在寻常百姓的家中了。在人类向地球深处进军时,飞机也被广泛应用于地质勘探。人们使用装备了照相机或者一种称为肖兰系统的电子设备的飞机,可以迅速而准确地对广大地区,包括险峻而难以到达的地方进行测绘。把空中拍摄的照片一张张拼接起来,就可以绘制极好的地形图。这比古老的测绘方式要简便易行得多。就连冰天雪地、人迹罕至,一度只是探险人员涉足的北极和南极,现在乘坐飞机也可以毫不困难地到达。经过近100年的发展,现代飞机已在外形、性能等多方面较莱特兄弟研制的飞机发生了重大改变,它集中应用了力学、热力学、喷气推进、计算机、真空技术等许多工程技术的新成就,不仅使飞行速度超过了音速,还使飞机的目标捕获、识别和跟踪、自动控制、全天候飞行及通信、导航等多方面性能大大增强,飞机的作战、机动和生存能力明显提高。1.2.2发展趋势随着科技大力发展,飞机对水平尾翼的要求也越来越高,这要求水平尾翼的强度更高,因此需要更高性能的材料。在目前,常规型水平尾翼正在成为主流水平尾翼,随着不断的研究与开发,会更加满足使用和发展的要求。总之,未来的飞机水平尾翼应该有以下特点:高强度、高灵敏性、高耐久性、更高的使用性能以及环保性等,使飞机驾驶者与乘客更加舒适安全。1.3课题研究的内容、总体方案及技术路线、进度安排等1.3.1研究内容针对以上课题研究的任务,本文在查阅大量的国内外资料的基础上,在大量调研的基础上,对以下内容进行了重点研究。1)系统总体方案的制定其中包括机械系统、驱动系统、信号机检测系统及其它部分设计的制定。2)机械结构设计其中包括操纵机构、尾翼齿轮传动系统等。3)电气系统设计其中包括单片机及扩展芯片系统设计。1.3.2总体方案1)根据技术和使用要求确定机械结构:确定轴、齿轮、电机的选型;2)确定控制系统:控制系统硬件电路、单片机及程序和选择。1.3.3技术路线1)根据技术和使用要求,使其简单地控制飞机尾翼;2)机械结构设计:轴的计算、齿轮的计算、电动机的选型和计算;3)控制系统设计:控制系统硬件电路设计、单片机及程序选择等。1.3.4进度安排第一周第四周:(1)调研,收集有关资料;(2)整理和筛选有关资料;(3)消化理解设计中涉及到的知识;(4)翻译5000字;(5)开题报告。第五周第十五周:(1)第五周十周:完成草图; :机械系统设计(完成机械系统装配图1张,CAD绘图,AO图纸); :电器系统设计:a:硬件设计(电气原理图一张,AO图纸) b:软件编程(2)第十一周十三周:完成CAD绘图和设计说明书的编写;(3)第十四周十五周:出图、打印说明书、准备答辩。1.4注意存在的问题1)齿轮和轴的选材与强度;2)电机型号的选择。1.5参考文献1 刘富贵编.机械设计手册.北京:机械工业出版社.2004;2 朱喜林主编.机电一体化设计基础.北京:科学出版社,2004;3 邓星钟主编.机电传动控制.武汉:华中科技出版社,2001;5 谢宜仁主编.单片机使用技术问答.北京:人民邮电出版社,2003;6 高金源、焦宗夏、张平编著.飞机电传操纵系统与主动控制技术.北京:北京航空航天大学出版社2005;7 何超机主编.电系统自动控制.北京:中国人民大学出版社.2000;8 房小翠主编.单片微型计算机与机电接口技术.北京:国防工业出版社,2002;9 Hedges DE. Welsh B D. The Boing777-300/PW4098 flying test-bed programR.AIAA.198810 付长安,张显余,魏秀玲.液压与气动.北京:机械工业出版社2012;11 An application in the proof pressure testing of aircraft structures using acoustic emission. MURRY N. ASNT 1994 Spring Conference . 19942、答辩组论证结论(1)方案可行,技术路线清晰 (2)方案可行,技术路线基本清晰 (3)方案基本可行,技术路线不很清晰 (4)方案和技术路线不很清晰 (5)方案和技术路线不清晰 3、指导教师意见: 教研室主任意见:指导教师(签名): 教研室主任(签名):年 月 日 年 月 日注:(1) 开题报告是用文字体现的设计(论文)总构想,篇幅不必过大,但要把计划设计的课题、如何设计、理论依据和研究现状等主要问题说清楚;(2) 字数不少于3000字,参考文献不少于6篇,印刷字符在10万印刷符以上。
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