强度规范
强度规范是一种用于衡量材料强度的标准,通常以基本代表值的形式出现。
历史沿革
世界上最早的强度规范由德国在1916年公布。随后,英国、美国、苏联也分别发布了各自的强度规范。美国的军用规范为MIL系列,涵盖了飞机结构完整性大纲和飞机损伤容限要求等内容,而民用规范则采用联邦航空条例(FAR)。英国拥有军用规范(A.P.970)和民用规范(BCAR)。苏联则制定了飞机强度规范和民用适航标准。其他先进工业国家也都各自拥有强度规范。此外,还有一些国际性的适航条例,如西欧的《联合适航要求》(JAR)和国际民用航空组织的《适航性技术手册》(ATM)。在中国,1975年拟定了《飞机强度规范》(试用本),并在1983年开始制定正式版本。
规范内容
强度规范中包含了对飞行器结构的设计要求、载荷和环境条件,以及研发程序的规定。最初提出的静强度规范主要包括各种典型的设计载荷情况,这些情况不仅包括载荷的大小和分配,有时还会详细说明载荷的分布。在飞行器结构设计中,强度规范规定了三个级别的载荷:使用载荷、验证载荷和设计载荷。使用载荷,即限制载荷,是在飞行器正常运行期间可能承受的最大载荷;验证载荷位于使用载荷和设计载荷之间,是由使用载荷乘以特定系数得出的;设计载荷,即极限载荷,则是使用载荷乘以安全系数的结果。使用载荷可以通过如下公式计算:使用载荷 = 载荷因数 × 全机重量。根据强度规范中规定的安全系数和载荷因数(又称为过载系数),可以确定载荷的大小。例如,在有人驾驶飞机中,安全系数通常设定为1.5,而歼击机的使用载荷因数可以达到8左右。在美国,对于火箭和导弹,飞行状态下的安全系数规定为1.25,地面运行状态下为1.5,载人压力座舱的安全系数则超过2。除了静强度之外,更新后的规范还包括动强度、疲劳与断裂、热强度等方面的条款。在疲劳与断裂分析中,载荷条件被定义为载荷谱。此外,强度规范还提出了确保操纵系统和控制系统可靠性的措施,明确了强度设计程序和结构试验的内容及安排,并规定了验收时所需的数据和报告类型、格式及内容。