飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的演變研究

西北工業(yè)大學

基于現(xiàn)有的科學技術(shù)，飛行器設(shè)計技術(shù)已經(jīng)得到了快速的發(fā)展，并且在各個行業(yè)中都會有所涉及，尤其是航空航天業(yè)。另外，我們的飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計逐步進入智能化階段，這對我們的實際工作提出了新的要求。目前，飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)減振降噪、自適應(yīng)機翼與旋翼、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等環(huán)節(jié)。下面我將結(jié)合本人的學習經(jīng)驗，就飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的演變研究展開重點探究。

一、飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的層次剖析

(一)結(jié)構(gòu)布局設(shè)計

對于飛行器來講，所謂的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計就是對其整體進行最為系統(tǒng)的布局，并且還要對相關(guān)的結(jié)構(gòu)進行分析。在此基礎(chǔ)上，我們就可以大致的確定飛行器各個部位的壓力承受能力，進而對相關(guān)的元器件傳力路線進行確定，最終我們就可以確定好最為優(yōu)質(zhì)的飛行器受力構(gòu)件。

(二)元器件參數(shù)的確定

飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項技術(shù)性要求比較高的工作，這就會涉及到諸多的元器件，所以，對相關(guān)元器件參數(shù)的確定就是比較重要的環(huán)節(jié)。所以，我們就可以在結(jié)構(gòu)布局的設(shè)計基礎(chǔ)上，對飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的元器件參數(shù)進行最為合理的選擇和確定，這樣就會對各種元器件的配置進行最為合理的優(yōu)化，這對提升飛行器的效用具有積極意義。

(三)細節(jié)方面的設(shè)計

我們都知道，飛行器的設(shè)計是為了其能夠具備更為合理的使用價值，并且延長其使用壽命。所以，對于飛行器結(jié)構(gòu)的細節(jié)設(shè)計是非常重要的，這是提升飛行器結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵途徑。我們可以將相關(guān)的設(shè)計知識應(yīng)用到整體設(shè)計中，比如開孔、連接、圓角等方面，這既是對結(jié)構(gòu)布局和元器件參數(shù)確定的補充，也是對其兩者效用的升華?？傊?，細節(jié)方面的設(shè)計在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計中是不可缺少的。

二、飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計思想的演變過程

在飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，實現(xiàn)飛行器結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全，這是具體設(shè)計工作有序開展的重要前提，并且這也是我們設(shè)計工作的指導思想。結(jié)合具體的飛行器設(shè)計實踐，其結(jié)構(gòu)設(shè)計會受到諸多的因素影響，比如社會、經(jīng)濟、科技等、所以，結(jié)合飛行器的實際應(yīng)用，我們可以將其結(jié)構(gòu)設(shè)計具體劃分為五個階段，這足以反映出飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢。一般來講，飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想經(jīng)歷了以下五個階段的演變，靜強度設(shè)計階段、安全壽命設(shè)計階段、破損安全設(shè)計階段、損傷容限設(shè)計階段、耐久性設(shè)計階段，這五個階段具有相對應(yīng)的順序，并且也會有相對應(yīng)的發(fā)展路線。再就是，基于這五個階段之外，還會存在著一些結(jié)構(gòu)設(shè)計思想，比如以可靠性分析為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計思想正處于發(fā)展的階段，并沒有廣泛應(yīng)用于實際工作中，這是其尚未發(fā)展成熟的結(jié)果。飛行器的結(jié)構(gòu)設(shè)計具有諸多的技術(shù)要求，尤其是在結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性和輕盈度方面，并且飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法始終是處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，這會對我們實際工作開展具有積極意義。

(一)靜強度設(shè)計階段

該階段是飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計最為原始的階段，這也是最為基本的階段，實現(xiàn)對該階段的有效控制，這對飛行器的基本性能就有了保障。靜強度設(shè)計階段的理論支撐就是飛行器結(jié)構(gòu)能夠處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，在沒有發(fā)生外力作用下，不會產(chǎn)生變化。再就是，飛行器的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生一定的使用載荷作用，但是，在其完成卸載環(huán)節(jié)后并不會產(chǎn)生可見變形。

(二)安全壽命設(shè)計階段

一架完全處于新狀態(tài)的飛行器可能會比較優(yōu)良，但是，受多方面因素的影響，在其工作一段時間后，可能就會在其內(nèi)部或表面出現(xiàn)一定程度的缺陷和裂紋，所以，我們就需要對這些去缺陷進行設(shè)計，以延飛行器的安全壽命。

(三)破損安全設(shè)計階段

破損安全設(shè)計是在安全壽命設(shè)計基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，這也是對其不足的重要創(chuàng)新。我們都知道，任何飛行器都會或多或少的存在某些初始缺陷，這也是不可避免的，但是，我們完全可以控制其故障的發(fā)生。所以，我們就要求飛行器結(jié)構(gòu)在使用過程中仍然能夠承受規(guī)定的外載荷。

(四)損傷容限設(shè)計階段

一般來講，損傷容限設(shè)計階段可以劃分為兩個不同的類別，主要是緩慢裂紋擴展結(jié)構(gòu)和破損安全結(jié)構(gòu)。以上所提到的兩種結(jié)構(gòu)類型具有不同的設(shè)計理念，這也就是其差異化的存在，但是其根本是一致的。損傷容限設(shè)計就是通過疲勞測試，從而能夠確定出飛行器的使用強度和使用壽命，這對后期飛行器的實際飛行安全提供保障。

(五)耐久性設(shè)計階段

所謂飛行器結(jié)構(gòu)的耐久性，就是要實現(xiàn)飛行器結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定，這主要是對于飛行器使用周期內(nèi)，不會因為其他因素而導致其發(fā)生不必要的損壞，最大程度的減少飛行事故的發(fā)生。

三、結(jié)語

綜上所述，飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計思想是一直處于不斷變化、發(fā)展的狀態(tài)，這也就對我們提出了更高的要求，這也是確保其處于動態(tài)化發(fā)展的前提。所以，我們必須要采取全方位的發(fā)展策略，對靜強度設(shè)計階段、安全壽命設(shè)計階段、破損安全設(shè)計階段、損傷容限設(shè)計階段、耐久性設(shè)計階段這五個部分進行更為深刻的應(yīng)用于檢驗，從而能夠為后期的智能化設(shè)計方向提供基本的理論支撐。