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甚至怀疑自己是不是不适合做飞机设计师了。
当两人在探讨商务运输机的总体设计时，菲利普提出的“飞机结构疲劳与损伤容限设计”就着实把梅塞施密特震惊了一把，他还从未听说过这个概念。
梅塞施密特拍了拍有些迷糊的脑袋，用讶异得不能再讶异的眼神看着菲利普道：“菲利普，你的脑袋里怎么总是有那么多奇奇怪怪的东西，而且每次你提出来的概念都快让我这个航空工程博士有点迷糊，唉，看来你才是一名真正的飞机设计大师呀，我们这些人都老了，跟不上步伐了。这个飞机结构疲劳与损伤容限设计到底是个什么概念，你倒是仔细说说看，我也好学习学习新的知识。”
菲利普为什么要在这次的商务运输机总体设计方案里引入飞机结构疲劳与损伤容限设计呢，这是因为从后来的飞机结构设计思想变迁来看，飞机设计史上很多的技术进步及设计理念演变都来源于飞行事故的教训和启发，尽管飞行事故是飞机设计师最不愿意看到的，但是不得不承认的一点是，即使在航空工业高度发达的二十一世纪，人类对于飞行和飞机设计依然处于不断探索的阶段。菲利普作为一名穿越而来的兵工专家，对于飞机结构设计的演变可谓非常清楚，每一次变革都是血的教训，因此菲利普不希望自己设计出来的商务运输机出现设计上的问题，特别是结构问题。
菲利普清楚的记得，航空史上比较有名的英国彗星喷气式客机，就是因为在结构设计上出现问题而导致接连出现坠机事故，最后彗星客机停飞。在一年时间里，有3架彗星客机在空中解体坠毁，后来调查研究显示，由于彗星使用了增压座舱，由于座舱的加压结构设计经验不足，长时间飞行及频繁起降使机体反复承受增压和减压的交变应力而引发金属疲劳，就是彗星客机解体坠毁事故的原因。而这次的商务运输机竞标，将采用增压座舱设计，所以这个问题不能回避。要知道彗星客机的事故，直接断送了这种客机和它的设计制造者德哈维兰公司的前途，菲利普可不想刚刚建立的龙魂兵工联合体遭遇和德哈维兰公司一样的命运。
飞机结构设计思想的发展，经过了5次大的变迁，菲利普在大学时曾经学过。在二十世纪五十年代之前，飞机结构设计基本上都是按静强度设计，而到了五十年代之后，六十年代之前，慢慢采用了安全寿命思想设计，七十年代之后又提出破坏－安全设计思想，即损伤容限设计。
看到梅塞施密特一脸期待，菲利普整理了一下思绪道：“飞机结构的受载不仅有静载荷的特点，还有周期性载荷的性质，比如我们要采用的气密性增压座舱，它的增压载荷也就是一个周期性载荷，在重复载荷作用下，即使应力水平很低，飞机结构也可能发生疲劳破坏，导致灾难性事故发生。因此只按静强度设计飞机并不能很好的保证飞机在飞行中的安全，特别是商务运输机，它装载的是众多的旅客，一旦发生事故，其影响非常大，甚至可能断送一家飞机制造公司的前途。所以我们要引入疲劳设计概念和损伤容限设计概念。”
梅塞施密特想了想道：“可是我们按目前的结构设计方法设计的飞机并没有出现多少这类事故，这是为什么呢？”
菲利普点了点头道：“威利博士，在这之前设计的飞机疲劳问题并不突出，是因为在设计时只考虑了强度刚度要求，但是受限于较低的结构设计水平，留出了较大的强度储备，安全系数较高，使得飞机在使用中的应力水平比较低。这样一来，飞机结构的疲劳问题就被掩盖起来了。比如说，容克公司的JU52/3m运输机，它的结构重量达到了5吨左右，最大起飞重量10吨左右，而载重量却只有一吨多，这样的结构设计水平是非常低的，当然这是在我看来。而我们要在这次竞标当中压倒容克公司，很重要的一点就是要在结构设计上大大领先于对手，而且我们采用了增压座舱，要在结构重量只有对手一半左右的情况下，达到相同的载客人数和载重量，就必须要引入飞机结构疲劳与损伤容限设计。”
梅塞施密特恍然大悟道：“菲利普，听你这么一说，我总算是明白了！这正是一次引领飞机设计变革的机会呀，有了这个设计理念和方法，我们就在设计上大大领先于其他飞机制造公司！菲利普，你真是太令我佩服了！那具体我们应该怎么做呢？”
菲利普打了个哈欠，缓缓道：“疲劳设计是建立在无裂纹的基础上，只考虑无裂纹寿命，为了提高结构疲劳强度，可适当选择材料，控制应力水平，通过细节上的设计改善抗疲劳品质，降低外形、材料和载荷不连续造成的应力集中，同时在生产过程中控制好质量。比如说在设计飞机上的一些开口时，就要考虑到应力集中的问题，现在的飞机通常都设计成方形等转角较为尖锐的形状，这样应力就会集中，我们要采用倒圆角或是椭圆开口的方法，这样应力就不那么集中，从而不容易出现裂纹，确保使用寿命和安全。”
喝了一口水润了润嗓子，菲利普继续道：“而损伤容限设计，只考虑带裂纹寿命。由初始裂纹到临界裂纹的裂纹扩展寿命就是结构的总寿命，通过引入与裂纹扩展速率相关的检查周期，以控制裂纹扩展寿命和剩余强度，还可以通过质量控制、无损检测和合理选材提高可靠性。”
第一百章为减轻每一克重量而努力
梅塞施密特抚掌道：“菲利普，说得太好了！我想咱们要尽快建立一套飞机结构设计标准，把这些设计理念和设计计算方法都详尽的写入标准，让设计人员都掌握这些方法。你这个两个设计理念太好了，这样一来我们的商务运输机方案就比容克公司的运输机减轻了两三吨重量，这可了不得啊，航空公司增收可不是一点半点。”
菲利普呵呵笑道：“在航空工业领域，不是有一句非常有名的话吗，航空工程师要为减轻每一克重量而努力。飞机结构重量的减轻，带来很多有利的影响。对于民用飞机来说，它带来的经济利益就变大了，对于军用飞机来说，结构质量的减轻，就提高了全机推重比，航程和爬升率等很多指标都会得到大幅度提高，所以减轻结构质量对军机设计更为重要。在减轻结构重量这方面，除了采用这两种设计方法外，咱们的新型铝合金也会起到很大的作用，我相信在材料方面我们也会大幅度领先于容克公司。”
梅塞施密特点头道：“对，那咱们还是按照步骤来，根据罗马尼亚方面的使用技术要求，来确定咱们的商务运输机方案主要参数吧，后面还要进一步确定尾翼、机身的初步形状和尺寸，进行性能估算，画出三面图，进行部位安排等工作呢。时间很紧迫，咱们赶快进行吧。”
菲利普拿起纸笔道：“好，咱们一起来算一算。根据质量平衡方程，在总体设计阶段，飞机起飞质量划分为五大块，分别是结构质量、推进系统质量、机载设备质量、燃油质量和有效载荷质量。由于飞机总质量现在还不能确定，所以我们先假设为系数的形式，各部分质量系数之和为1。根据现有的资料来看，我们对这架商务运输机的五大质量系数取值可以这样取值，结构质量系数取0。32左右，推进系统质量系数取0。12左右，设备质量系数取0。15左右，燃油质量系数取0。15左右，这四项加起来就是0。74左右，飞机的有效载荷系数就是0。26左右，威利博士，你看有没有问题？”
菲利普一边说，一边用笔在纸上沙沙地写着。
梅塞施密特想了想道：“咱们的700马力活塞发动机加上滑油箱等附件重量大约是300公斤，两台加起来600公斤，倒也差不多。我看可以，只是结构方面采用了新材料和结构设计，还不是太明确，就这样先计算吧，因为后面我们还要进行复核计算。”
梅塞施密特说得倒是没错，飞机的构造复杂，对飞机质量进行精确的计算在总体方案设计阶段，这是根本不可能的，也是不必要的，只要这几个分类的大致系数确定下来就可以了。因为飞机的全机质量和飞机各部分质量互为因果，无法直接进行计算，通常只能采用逐次逼近的迭代方法来求解全机质量，同时为了节省设计时间，开始的时候总是用粗略的近似方法，然后在具体设计过程中再用越来越精确的计算方法。
菲利普继续道：“根据罗马尼亚方面的技术要求，飞机最大商载重量为1500千克，我们可以近似地估算出飞机总质量为6000千克左右，结构质量1920千克，推进系统质量720千克，设备质量900千克，这三项加起来就是飞机的空重，这个值为3540千克，燃油质量为960千克。当然，这只是初步估算，后面还要根据实际情况调整。”
梅塞施密特点了点头道：“嗯，非常好！那我们接着来确定飞机的型式与参数。咱们要确定机翼的平面形状、相对位置、平尾布局以及机身的构造等，并且还要计算翼载荷和推重比等参数。”
菲利普继续一边写一边道：“嗯，好的。我个从比较倾向于采用平直的机翼，最好是带斜撑杆双梁式结构。平面形状为矩形，相对厚度15％左右，弦长2米左右，这样可以在机翼中段布置整体式油箱。而垂直尾翼采用后掠梯形翼，平尾布置面机尾中上部，略低于主翼。您觉得如何？”
梅塞施密特惊讶地道：“为何不选用下单翼布局呢，而且矩形的平面形状我还是第一次听说可以用在运输机上。”
菲利普呵呵笑道：“带斜撑杆的双梁式平直机翼，会带来结构重量上的好处，而采用上单翼，跟我们的起落架设计有关。要知道我们这个方案是准备采用前三点式起落架，如果说还是用下单翼布局的话，那么发动机螺旋桨的布置就成了一个问题，桨叶距离地面太近，甚至有可以擦到地面，除非把起落架设计得很高很长，但是这样一来起落架结构设计又带来了问�