无人机方向舵设计课程设计.docx

飞机部件课程设计长空一号无人机方向舵设计目录一、、、、、、、、方向舵理论图5二、、、、内力图7三、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、尾刃的设计21四、、、、、、、、、、、、配重设计26五、总结27六、装配工艺流程28七、,载荷相对较小,选择单梁式,转轴后为无墙三角单闭室结构。长空无人机方向舵在XOY平面内的外形由垂直尾翼的后段和方向舵前段外形决定。综合考虑可得外形。其中,垂尾的翼型为NACA0008。方向舵前段外形参数(单位:mm),。因此将梁布置在离前缘62mm处,为了方便与前缘蒙皮的连接和安装,采用的“U”形梁。同时,平尾需要与方向舵连接,则在方向舵上要开口,深度为45mm,不会影响到梁。(含两个端肋),。由于方向舵结构高度较低,为了装配方便,后部翼肋分为2个翼肋,分别与蒙皮铆接组成壁板后与梁铆接,且左右两个半肋分开布置,以便壁板与梁的铆接。悬挂点的布置《飞机结构设计》中悬挂点的数目的选择和位置的布置原则是保证使用可靠,转动灵活,操纵面积悬挂点接头的质量轻。单梁式梁腹板距前缘62mm梁截面为“U”形9个翼肋3个悬挂点两个集中配重梁腹板安全梁缘条安全前缘蒙皮安全采用13跟肋悬挂点接头的数目增加使操作面受到的弯矩减小,降低操作面的质量,与此同时,悬挂接头质量增加,运动协调难度增大;反之,减少悬挂点的数目,运动协调容易,但操纵面上弯矩大,且不符合损伤容限设计思想。综合考虑,,将接头布置在中间。配重方式配重方式分集中和分散配重。考虑到长空无人机速度低,对质量敏感,采用集中配重的方式,即在方向舵的上下两端前伸出配重块。。,由于b根/b尖=1,故载荷沿展向是均匀分布的,如图:(含2端肋)普通肋安全2h=20mm已知方向舵的使用载荷为,安全系数为f=,,其中悬挂点A、C对称布置,结构为一度静不定。由B点挠度为零可求解支点约束。其中,由解得:由于载荷及约束均对称,所以只分析结构约束一半,如图:总重重心方向舵总重重心位于转轴上1)A:2)B:3)A、B之间:以A为原点,向右为正建立坐标系OX,则当时,得所以,即(=时,)寻找结构最优解,此时A、B、C中两点或三点的弯矩相近。当≤≤时,若有最优解,则或,此时有所以,这与矛盾,故此情况不存在最优解。当时,可以验证,且,若要有最优则,由此可得,,满足,:,梁采用加工方便的板弯件,梁缘条的宽度定为26mm,因为缘条太宽则梁弯心太靠外,最大扭矩就会太大;太窄,铆钉的边距可能不够。梁的宽度取,蒙皮的厚度取,梁的尺寸如图:,梁采用