民机不同商载配置对机身着陆载荷的影响分析

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1、第6卷第4期2015年11月航空工程进展ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGV01．6NO．4NOV．2015文章编号：1674-8190(2015)04—485—05民机不同商载配置对机身着陆载荷的影响分析金秀芬，于秀伟(中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海201210)摘要：重量分布和重心位置是影响起落架和机体地面载荷的重要因素，在无穷多种商载分布及装载方案中，挑选出机身载荷的严重情况具有重要的意义。选取部分典型商载配置情况，以刚性机体机身着陆载荷为算例，分析

2、不同商载配置下的机身垂直剪力和垂直弯矩，并针对不同商载重量和分布分别进行对比分析。结果表明：商载重量的大小对机身载荷起了决定性作用；对于最大商载下的几种不同重量分布情况，机身垂直剪力和垂直弯矩量级相当。关键词：重量分布；商载；燃油；机身；剪力；弯矩中图分类号：V223文献标识码：ADOI：10．16615／j．cnki．1674—8190．2015．04．014ImpactAnalysisofDifferentPayloadDistributiononFuselageLandingLoadsforCivilAircraftJ

3、inXiufen，YuXiuwei(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，CommercialAircraftCorporationofChina，Ltd．，Shanghai201210，China)Abstract：Massdistributionandcenterpositionofgravityofaircraftisoneoftheimportantfactorsonlandinggearandairframegroundloads．Findingoutthecriti

4、calloadcasesoffuselageloadsamongvariouspayloaddis—tributionandloadingschemesisofimportantsignificance．Severaltypicalpayloaddistributionsareselected．U—singtherigidbodyfuselagelandingloadsasanexample，verticalshearandverticalbendingmomentsoffuselageareanalyzed．Loadcom

5、parisonsaremadefordifferentpayloadanddifferentmassdistributionseparately．Theresultsshowthatthepayloadmassisofasignificantinfluenceonfuselageloads；Fordifferentdistributionofmaximumpayload，theverticalshearandverticalbendingmomentsoffuselageareequivalent．Keywords：mass

6、distribution；payload；fuel；fuselage；shear；bendingmoment0引言飞机从地面机动、起飞到着陆，一直承受着载荷。在飞机的设计过程中，载荷的准确确定对结构减重和保证飞行安全发挥着重要的作用。重量分布和重心位置是影响起落架和机体地面载荷的重要因素。在CCAR25．321条款中，规定了载荷计算必须考虑使用限制内可调配载重的任何实际分布情况[1]。对于民用运输机而言，飞机收稿日期：2015—09—23；修回日期：2015—11一06通信作者：金秀芬，jinxiufen@comac．cc设

7、计重量由空机重量、商载(旅客+货物)和燃油三部分组成。一旦飞机设计方案确定，飞机的使用空机重量、重心、惯量及空机质量分布都是确定的，而当飞机燃油箱布置及耗油顺序确定后，燃油量与其重心、惯量以及燃油分布之间的对应关系也就逐一确定了。因此，影响全机重心、惯量的最活跃因素就是商载。不同的商载重量或商载分布会产生不同的全机重心或全机惯量，从而影响机体载荷大小[2]。由于商载的不确定性，因而在实际计算中必须选择足够多的商载配置以保证不会遗漏载荷严重情况‘3

8、。飞机实际运营中，有多种商载分布及装载方案，对于载荷设计人员来说，计算量十分庞

9、大。在486航空工程进展第6卷20世纪80年代，麦道公司在其型号研制中就为载荷分析开发了一套商载分布的计算软件，使得载荷分析工作更为标准化和自动化。波音公司基于其丰富的飞机设计经验，确定了26种民机载荷计算的重量和装载方案，从而大大简化了载荷分析工作H]。而国内正在开展此项研究工作，目前还