第1章飛機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1、授課人：楊天賀一、本課程的性質(zhì)、內(nèi)容和任務(wù) 本課程是介紹飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理的一門(mén)主要的專(zhuān)主要的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程。業(yè)技術(shù)課程。 本課程的主要任務(wù)是介紹飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及其受力特點(diǎn)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷及其檢測(cè)、飛機(jī)結(jié)其受力特點(diǎn)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)的損傷及其檢測(cè)、飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理準(zhǔn)則構(gòu)修理準(zhǔn)則, ,飛機(jī)部件故障診斷的方法與流程飛機(jī)部件故障診斷的方法與流程，使學(xué)生對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理的理論知識(shí)有一定的了解。使學(xué)生對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理的理論知識(shí)有一定的了解。 平時(shí)成績(jī)和一篇關(guān)于機(jī)務(wù)維修的平時(shí)成績(jī)和一篇關(guān)于機(jī)務(wù)維修的20002000字論文字論文占占30%30%。6 6月月1010號(hào)提交。期末卷面占號(hào)提交。期末卷面占70%70%。二

2、、飛機(jī)結(jié)構(gòu)的含義 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)通常由幾個(gè)到幾千個(gè)零件組合在一起構(gòu)成。組成結(jié)構(gòu)的各零件相互之間沒(méi)有相對(duì)的運(yùn)動(dòng)。 飛機(jī)結(jié)構(gòu)飛機(jī)結(jié)構(gòu)是指飛機(jī)能夠承受和傳遞載荷的受力結(jié)構(gòu)，它包含機(jī)身、機(jī)翼、尾翼、起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙和機(jī)械操縱系統(tǒng)等受力結(jié)構(gòu)。 像機(jī)身、機(jī)翼這樣的大結(jié)構(gòu)，可稱(chēng)為部件結(jié)部件結(jié)構(gòu)構(gòu)。 機(jī)身沿機(jī)身縱向或者機(jī)翼沿翼展方向可分成幾個(gè)大段，這樣的一大段結(jié)構(gòu)通常稱(chēng)為組件結(jié)構(gòu)組件結(jié)構(gòu)。 零件零件為不需要做裝配的基本單元； 構(gòu)件構(gòu)件則由很少幾個(gè)零件裝配而成。 零件和構(gòu)件也常統(tǒng)稱(chēng)為零構(gòu)件零構(gòu)件。 零構(gòu)件在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中作為有一定功用的基本單元時(shí)，也常稱(chēng)為元件元件。 飛機(jī)上只用以維持外形或僅供裝飾用的元件不應(yīng)包括在結(jié)構(gòu)

3、內(nèi)。 另外，若按材料來(lái)分，飛機(jī)結(jié)構(gòu)還可分為金屬結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)兩大類(lèi)。本書(shū)所討論的是飛機(jī)的金屬結(jié)構(gòu)。三、飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作的類(lèi)型 計(jì)劃性的修理工作 例行的、 常規(guī)的工作。 飛機(jī)結(jié)構(gòu) 修理工作 臨時(shí)性的修理工作飛機(jī)受到意外 損傷時(shí)進(jìn)行。四、飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理的基本要求 修理飛機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下列基本要求： 1恢復(fù)原結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞性能； 2恢復(fù)原結(jié)構(gòu)的空氣動(dòng)力性能； 3恢復(fù)原結(jié)構(gòu)的防腐性能； 4盡可能少地增加重量； 5修理時(shí)間短、費(fèi)用低。五、飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理的基本程序 第一步是檢查損傷處，確定損傷的程度和類(lèi)型； 第二步是根據(jù)損傷的程度、類(lèi)型及其位置，同時(shí)依據(jù)相應(yīng)的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)，確定修理工藝以及編

4、制修理工藝卡； 第三步按修理工藝卡實(shí)施修理，使之達(dá)到規(guī)定的要求。六、我國(guó)民航飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作現(xiàn)狀、地位及前景 飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作主要是在有能力進(jìn)行C檢或C檢以上的大型民航飛機(jī)維修廠(chǎng)（基地）進(jìn)行。 中小型民航飛機(jī)維修廠(chǎng)（站）只作一些少量的、簡(jiǎn)單的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作。 民航飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作的主要內(nèi)容是對(duì)民航飛機(jī)各類(lèi)損傷的鈑金結(jié)構(gòu)件和復(fù)合材料構(gòu)件進(jìn)行修理使之恢復(fù)原有的功能并符合適航要求。它主要包括對(duì)機(jī)身、機(jī)翼和尾翼的結(jié)構(gòu)件（如梁、桁條、隔框、蒙皮等）、各類(lèi)艙門(mén)和燃油箱等的修理。六、我國(guó)民航飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作現(xiàn)狀、地位及前景 在進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作時(shí)，一般需對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆卸、檢查、清潔、除腐等工作。 如發(fā)現(xiàn)構(gòu)

5、件由于腐蝕、磨損、碰傷等損傷超出允許范圍，修理工作就按飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理手冊(cè)（即SRM）規(guī)定的工藝進(jìn)行。 如果修理范圍超出SRM規(guī)定的范圍，則該修理方案（工藝）需報(bào)飛機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家和適航當(dāng)局批準(zhǔn)后才可實(shí)施。 在進(jìn)行飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作時(shí)，還常常需無(wú)損探傷、機(jī)加工、熱處理和表面處理等其他工種配合。六、我國(guó)民航飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作現(xiàn)狀、地位及前景 民航飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作在飛機(jī)維修工作中占有很重要的地位。一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)鈑金修理約占飛機(jī)總修理工時(shí)的2030；復(fù)合材料修理約占飛機(jī)總修理工時(shí)的35。 飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理人員主要集中在各航空公司的飛機(jī)維修基地（航空維修廠(chǎng)）和大型的飛機(jī)維修工程公司。 目前，與世界先進(jìn)、發(fā)達(dá)的國(guó)家相

6、比，我國(guó)的民航事業(yè)仍處于發(fā)展階段，而且民航事業(yè)將有著很大的發(fā)展空間。 首先，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，民航飛機(jī)將會(huì)越來(lái)越多，飛機(jī)增多則意味著飛機(jī)結(jié)構(gòu)的修理工作量也將會(huì)隨之增多； 其次，伴隨著我國(guó)現(xiàn)有民航飛機(jī)機(jī)齡的增長(zhǎng)，民航飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理工作也將會(huì)隨之大大增加； 再者，隨著先進(jìn)復(fù)合材料在民航飛機(jī)上應(yīng)用的增多，其新的修理工藝不斷涌現(xiàn)，使復(fù)合材料的修理工作量也不斷增加。 還有一個(gè)重要因素，就是國(guó)內(nèi)民航飛機(jī)維修力量不斷地提高和增強(qiáng)使原來(lái)不能修理的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理項(xiàng)目或者原來(lái)需送國(guó)外修理的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修理項(xiàng)目變得可由自己修理了。11 飛機(jī)結(jié)構(gòu)形式 一、飛機(jī)的組成（見(jiàn)圖一、飛機(jī)的組成（見(jiàn)圖1 1） 飛機(jī)結(jié)構(gòu)：飛機(jī)結(jié)構(gòu)：

7、機(jī)體：機(jī)體：機(jī)身（裝載） 機(jī)翼（產(chǎn)生升力） 尾翼（使飛機(jī)具有操縱性與穩(wěn)定性） 起落架（起落架（起飛、著陸、滑跑） 發(fā)動(dòng)機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)（產(chǎn)生推力） 操縱系統(tǒng)（保證操縱性與穩(wěn)定性）操縱系統(tǒng)（保證操縱性與穩(wěn)定性） 機(jī)載設(shè)備（保證飛機(jī)可靠控制與飛行安全）等機(jī)載設(shè)備（保證飛機(jī)可靠控制與飛行安全）等圖1 飛機(jī)的組成二、機(jī)身總體布局二、機(jī)身總體布局 機(jī)身一般由兩段或多段構(gòu)成。圖2為B737 飛機(jī)的總布局圖，它的機(jī)身分為四個(gè)生產(chǎn)段(或稱(chēng)制造段)。 第41段包括雷達(dá)整流罩、駕駛艙、前登機(jī)和前勤務(wù)門(mén)、前起落架輪艙和電氣/ 電子設(shè)備艙。 第43段包括前部客艙、前貨艙。在前貨艙右 側(cè)有一個(gè)貨艙門(mén)。 第46段包括客艙的中央

8、和后面部分以及后貨艙。它有兩個(gè)機(jī)翼上方應(yīng)急出口艙門(mén)、后登機(jī)門(mén)和后勤務(wù)門(mén)。這一段的后端點(diǎn)是后密封隔框。 第48段包括輔助動(dòng)力裝置和水平安定面構(gòu)架。 圖2 B737 飛機(jī)的總布局圖機(jī)翼上的主要操縱面機(jī)翼上的主要操縱面1為翼尖小翼2為低速副翼3為高速副翼4為襟翼滑軌整流罩5為前緣襟翼克魯格襟翼6為前緣縫翼7為內(nèi)側(cè)襟翼8為外側(cè)襟翼9為擾流板10為擾流板減速板布置副翼、擾流片等進(jìn)行橫向操縱；布置副翼、擾流片等進(jìn)行橫向操縱； 布置襟翼、縫翼增升裝置改善飛機(jī)布置襟翼、縫翼增升裝置改善飛機(jī)起降性能。起降性能。一、機(jī)翼的功用一、機(jī)翼的功用 1產(chǎn)生升力； 2當(dāng)機(jī)翼具有上反角時(shí)，可為飛機(jī)提供一定的橫側(cè)安定性； 3安

9、裝或吊掛部件； 4貯放燃油。1.1.1機(jī)翼的結(jié)構(gòu)及受力特點(diǎn)二、機(jī)翼的典型結(jié)構(gòu)二、機(jī)翼的典型結(jié)構(gòu)構(gòu)件：構(gòu)件： 蒙皮蒙皮縱向骨架縱向骨架： 翼梁（緣條、腹板）翼梁（緣條、腹板） 縱檣縱檣 桁條桁條橫向骨架橫向骨架： 翼肋（普通肋翼肋（普通肋、 加強(qiáng)肋）加強(qiáng)肋）三、機(jī)翼的結(jié)構(gòu)型式三、機(jī)翼的結(jié)構(gòu)型式有布質(zhì)蒙皮機(jī)翼和金屬蒙皮機(jī)翼(一)單層蒙皮結(jié)構(gòu)機(jī)翼 單梁式 1.梁式機(jī)翼 雙梁式 2.單塊式 (二)夾層蒙皮結(jié)構(gòu)機(jī)翼和整體結(jié)構(gòu)機(jī)翼(一) 單層蒙皮結(jié)構(gòu)機(jī)翼 1梁式機(jī)翼 梁式機(jī)翼由翼梁、輔助翼梁（縱墻）、桁條、翼肋和蒙皮等組成。 單梁式機(jī)翼裝有一根強(qiáng)有力的翼梁；單梁式機(jī)翼單梁式機(jī)翼少梁強(qiáng)梁薄蒙皮少桁弱桁（梁緣

10、條剖面桁剖面） 梁通常位于翼剖面高度最大處梁通常位于翼剖面高度最大處通常還有通常還有1 1、2 2根縱檣根縱檣根部接頭很強(qiáng)根部接頭很強(qiáng) 雙梁式機(jī)翼雙梁式機(jī)翼少梁強(qiáng)梁薄蒙皮少桁弱桁（梁緣條剖面桁剖面） 構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)： （1）裝有一根或兩根強(qiáng)有力的翼梁； （2）蒙皮很??； （3）桁條的數(shù)量不多而且較弱，有的桁條還是分段斷開(kāi)的； （4）便于在機(jī)翼上開(kāi)口，方便檢查； （5）與機(jī)身(或機(jī)翼中段)連接比較簡(jiǎn)便； （6）生存力較差，不適于作整體油箱不適于作整體油箱。 受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)： （1）桁條承受軸向力的能力極小； （2）蒙皮幾乎不能參與受力； （3）彎矩引起的軸向力主要由翼梁緣條承受。 A單梁式機(jī)

11、翼 特點(diǎn)： （1）裝有一根強(qiáng)有力的翼梁和一根或兩根強(qiáng)度很弱的縱墻； （2）翼梁裝在翼型最大厚度處，翼梁充分利用了機(jī)翼的結(jié)構(gòu)高度； （3）機(jī)翼內(nèi)部容積不容易得到較好的利用； （4）結(jié)構(gòu)重量較輕。lB雙梁式機(jī)翼 l 特點(diǎn)： （1）裝有兩根強(qiáng)有力的翼梁l （2）機(jī)翼內(nèi)部容積容易得到較好的利用；l （3）比單梁式重。 2單塊式機(jī)翼 單塊式機(jī)翼的構(gòu)造如下圖所示。 單塊式機(jī)翼是由蒙皮、桁條和緣條組成一個(gè)整塊構(gòu)件來(lái)承受彎矩所引起的軸向力的，所以叫做單塊式機(jī)翼。 弱梁（檣）、較厚蒙皮、多桁強(qiáng)弱梁（檣）、較厚蒙皮、多桁強(qiáng)桁桁（梁緣條剖面或略桁剖面） 單塊式機(jī)翼優(yōu)點(diǎn)單塊式機(jī)翼優(yōu)點(diǎn)：（1）機(jī)翼的蒙皮有良好的抗剪穩(wěn)定

12、性和較好的抗壓穩(wěn)定性，所以能較好的保持翼型；（2）機(jī)翼的蒙皮能更好地承受機(jī)翼的扭矩，而且能同桁條一起承受機(jī)翼的大部分彎矩，所以抗彎、扭剛度較大；（3）受力構(gòu)件分散缺點(diǎn)缺點(diǎn)：（1）不便于開(kāi)大艙口（2）接頭連接復(fù)雜（3）不便于承受集中載荷。 目前許多飛機(jī)的機(jī)翼，采用梁式和單塊式復(fù)合的結(jié)構(gòu)。即在靠近翼根而要開(kāi)艙口的部分為梁式結(jié)構(gòu)，其余都分為單塊式結(jié)構(gòu)。 (二)夾層結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)機(jī)翼 這兩種新型的機(jī)翼結(jié)構(gòu)，在較大的局部空氣動(dòng)力作用下，仍能精確地保持翼型，在翼型較薄的條件下，可以得到必要的強(qiáng)度和剛度。此外，超音速飛行時(shí)，機(jī)翼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度受空氣動(dòng)力熱的影響也較小。因此，它們?cè)诂F(xiàn)代跨音速和超音速飛機(jī)上，

13、已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。 1夾層結(jié)構(gòu)機(jī)翼 夾層結(jié)構(gòu)機(jī)翼,如下圖所示。構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)：兩層蒙皮：兩層蒙皮/面板（硬鋁合金）、中間芯層（由鋁箔組成的面板（硬鋁合金）、中間芯層（由鋁箔組成的蜂窩結(jié)構(gòu)；鋁箔厚度一般為蜂窩結(jié)構(gòu)；鋁箔厚度一般為0.0250.05毫米）毫米） 特點(diǎn)： （1）采用了夾層壁板來(lái)做蒙皮和其他構(gòu)件。（夾層壁板由內(nèi)外兩層薄金屬板和夾芯層組成。） （2）能夠承受較大的局部空氣動(dòng)力而不致發(fā)生鼓脹、下陷現(xiàn)象； （3）能夠在大速度飛行時(shí)很好地保持外形； （4）結(jié)構(gòu)重量較輕； （5）這種機(jī)翼結(jié)構(gòu)可以只用少數(shù)翼肋而不用桁條。機(jī)翼表面的鉚縫大量減少。鉚縫少，既能改善機(jī)翼的空氣動(dòng)力性能，又能減少由鉚釘

14、孔引起的應(yīng)力集中現(xiàn)象。此外，鉚釘孔少還提高了蒙皮的氣密性。對(duì)整體油箱有對(duì)整體油箱有利利 不易漏油、簡(jiǎn)化密封措施不易漏油、簡(jiǎn)化密封措施 缺點(diǎn)： （1） 很難在夾層壁板上開(kāi)艙口； （2） 不便于承受大的集中載荷； （3） 損壞后不容易修補(bǔ)； （4） 各部分連接比較復(fù)雜。 宜采用宜采用部位：部位：機(jī)翼尾翼舵面后緣、機(jī)頭雷達(dá)罩等機(jī)翼尾翼舵面后緣、機(jī)頭雷達(dá)罩等全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)（主要按剛度設(shè)計(jì)且本身結(jié)構(gòu)高度小的舵面（主要按剛度設(shè)計(jì)且本身結(jié)構(gòu)高度小的舵面、調(diào)整片等操縱面、翼尖）、調(diào)整片等操縱面、翼尖）不宜采用不宜采用：對(duì)于高度很小的機(jī)翼，若內(nèi)部用作油箱，夾層占去了對(duì)于高度很小的機(jī)翼，若內(nèi)

15、部用作油箱，夾層占去了油箱容積（整體壁板適合）油箱容積（整體壁板適合） 夾層壁板的受力，如下圖所示。2整體結(jié)構(gòu)機(jī)翼 整體結(jié)構(gòu)機(jī)翼是由整體壁板、縱墻和翼肋組成，如下圖所示。 整體板件就是把蒙皮、桁條和緣條等構(gòu)件，合并成一塊整體的板件。它是用銑切、擠壓、模鍛、化學(xué)銑切(腐蝕)等方法制成的。構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)：整塊鋁合金或鎂合金板材制：整塊鋁合金或鎂合金板材制造造 、蒙皮桁條緣條的、蒙皮桁條緣條的合并體合并體 整體壁板蒙皮是一種有效的重量輕、強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)。整體壁板蒙皮是一種有效的重量輕、強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)。 整體壁板蒙皮的整體壁板蒙皮的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： a a在結(jié)構(gòu)上便于按等強(qiáng)度分布材料在結(jié)構(gòu)上便于按等強(qiáng)度分布材

16、料（使壁板沿展向（使壁板沿展向獲得最佳變厚度分布）獲得最佳變厚度分布）； b b結(jié)構(gòu)的總體和局部剛度好；結(jié)構(gòu)的總體和局部剛度好； c c機(jī)翼表面更加光滑；機(jī)翼表面更加光滑； d d減少了連接件數(shù)量和重量；減少了連接件數(shù)量和重量； e e便于密封，便于密封，對(duì)整體油箱有利對(duì)整體油箱有利。缺點(diǎn)缺點(diǎn): :在裝配時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，易引起應(yīng)力腐蝕，并在裝配時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，易引起應(yīng)力腐蝕，并對(duì)裂紋擴(kuò)展比較敏感。對(duì)裂紋擴(kuò)展比較敏感。適用：適用：超音速薄翼飛機(jī)、機(jī)翼結(jié)構(gòu)整體油箱區(qū)超音速薄翼飛機(jī)、機(jī)翼結(jié)構(gòu)整體油箱區(qū)四、機(jī)翼各構(gòu)件的構(gòu)造四、機(jī)翼各構(gòu)件的構(gòu)造 (一)翼梁 在各種型式的機(jī)翼結(jié)構(gòu)中，翼梁的

17、主要功用都是承受機(jī)翼的彎矩和剪力。 翼梁由梁的腹板和緣條(或稱(chēng)凸緣)組成，見(jiàn)下圖 。 腹板式翼梁翼梁主要有 整體式翼梁 桁架式翼梁(現(xiàn)代飛機(jī)的機(jī)翼，一般都采用腹板式金屬翼梁) 1腹板式翼梁 翼梁由緣條和腹板鉚接而成。 緣條用硬鋁或合金鋼的厚壁型材制成，截面形狀多為“T”或“L”形。 腹板用硬鋁板制成。薄壁腹板上往往還鉚接了許多硬鋁支柱，以增強(qiáng)其抗剪穩(wěn)定性和連接翼肋。 為了合理地利用材料和減輕機(jī)翼的結(jié)構(gòu)重量，緣條和腹板的截面積，一般都是沿翼展方向改變的，即翼根部分的截面積較大，翼尖部分的截面積較小。 腹板式翼梁的優(yōu)點(diǎn): (1) 能夠較好地利用機(jī)翼的結(jié)構(gòu)高度來(lái)減輕重量； (2) 生存力較強(qiáng)； (3

18、) 制造較方便。 2整體式翼梁 整體式翼梁是一種用高強(qiáng)度合金鋼鍛制成的腹板式翼梁。 它的優(yōu)點(diǎn)是:剛度較大，截面尺寸可以更好地做得符合等強(qiáng)度要求。 高強(qiáng)度合金鋼高強(qiáng)度合金鋼剛度大剛度大加工成型難加工成型難 3桁架式翼梁 在翼型較厚的低速重型飛機(jī)上，常采用桁架式翼梁。這種翼梁由上下緣條和許多直支柱、斜支柱連接而成。翼梁承受剪力時(shí)，緣條之間的支柱承受拉力或壓力。緣條和支柱，有的采用硬鋁管或鋼管制成，有的則用厚壁開(kāi)口型材制成。 (二)桁條 1功用： （1）支持蒙皮，防止產(chǎn)生過(guò)大的局部變形； （2）與蒙皮一起把空氣動(dòng)力傳給翼肋； （3）提高蒙皮的抗剪和抗壓穩(wěn)定性，使它能更好地承受機(jī)翼的扭矩和彎矩； （4

19、）與蒙皮一起承受由彎矩引起的軸向力。2種類(lèi)（1）梁式機(jī)翼的桁條，一般都用0.51毫米厚的薄鋁板制成。 它有開(kāi)口和閉口兩種(如下圖a)。 開(kāi)口截面桁條的穩(wěn)定性很差，而且不能參與承受機(jī)翼的彎矩。 閉口截面的桁條，穩(wěn)定性較好，可以參與承受一些機(jī)翼的彎矩。但是這種桁條與蒙皮鉚接時(shí)，具有兩道鉚縫，對(duì)于保持機(jī)翼表面光滑不利。 （2）單塊式機(jī)翼的桁條，是用硬鋁擠壓而成的 (圖(b)，它的壁厚可達(dá)5毫米以上，穩(wěn)定性很好。在機(jī)翼結(jié)構(gòu)中用得最多的是帶圓頭加強(qiáng)邊的桁條。圓頭加強(qiáng)邊可以增大桁條的抗彎剛度，提高其總的穩(wěn)定性(桁條不易壓彎)，還可以對(duì)桁條壁起支持作用，提高桁條的局部穩(wěn)定性(桁條壁不易曲皺)。(三)翼肋 翼

20、肋按其功能分為普通翼肋和加強(qiáng)翼肋兩種。 1普通翼肋（占機(jī)翼重量的（占機(jī)翼重量的8%12%8%12%） 普通翼肋的功能是： （1）維持機(jī)翼的翼型，即機(jī)翼的剖面形狀； （2）支持蒙皮、桁條和梁腹板，提高它們的穩(wěn)定性； （3） 承受氣動(dòng)載荷（把蒙皮和桁條傳給它的局部空氣動(dòng)力傳給梁腹板，而把局部空氣動(dòng)力形成的扭矩，通過(guò)鉚釘以剪流的形式傳給蒙皮和梁腹板。）2加強(qiáng)翼肋 加強(qiáng)翼肋除具有上述作用外，還要承受和傳遞較大的集中載荷。（機(jī)翼同其它部件連接的固定接頭處、作為（機(jī)翼同其它部件連接的固定接頭處、作為開(kāi)口處加強(qiáng)件、開(kāi)口處加強(qiáng)件、懸掛部件處懸掛部件處） 腹板式翼肋的構(gòu)造型式有 構(gòu)架式 （下圖） 整體式 圍框式

21、 為了便于和翼梁腹板連接，它們常被分為前、中、后三段(下圖(a)。 為了減輕重量，一般在腹板上開(kāi)有許多減輕孔。加強(qiáng)翼肋的腹板較厚，有時(shí)還采用雙層腹板，或者在腹板上用支柱加強(qiáng)(下圖(b)?？?？孔？彎邊？彎邊？凹槽？凹槽？分段？分段？翼肋分成上下兩部分？翼肋分成上下兩部分？翼肋的選用： 相對(duì)載荷大，采用構(gòu)架式； 相對(duì)載荷小，采用腹板式。 普通肋較多采用腹板式。 加強(qiáng)肋承受較大的載荷，當(dāng)翼型較厚時(shí)，采用構(gòu)架式，如圖(c)所示。這種翼肋由緣條、直支柱和斜支柱組成。(四)縱墻 (包含腹板) 縱墻的緣條比梁緣條弱得多，但大多強(qiáng)于一般長(zhǎng)桁，縱墻與機(jī)身的連接為鉸接。腹板或沒(méi)有緣條，或緣條與長(zhǎng)桁一樣強(qiáng)。墻和腹板

22、一般都不能承受彎矩，但與蒙皮組成封閉盒段以承受扭矩。后墻則還有封閉機(jī)翼內(nèi)部容積的作用。 縱墻縱墻緣條弱或無(wú)（不宜承彎）緣條弱或無(wú)（不宜承彎）功用同梁的腹板類(lèi)似（承剪、承扭）功用同梁的腹板類(lèi)似（承剪、承扭） (五)蒙皮 作用作用: (1) 承受局部空氣動(dòng)力和形成機(jī)翼外形的; (2) 承受機(jī)翼的扭矩和彎矩。 材料：材料： 現(xiàn)代飛機(jī)的機(jī)翼，通常都采用硬鋁蒙皮。 蒙皮厚度的確定蒙皮厚度的確定 蒙皮厚度隨機(jī)翼的結(jié)構(gòu)型式和它在機(jī)翼上的部位而確定。 機(jī)翼前緣承受的局部空氣動(dòng)力較大，而翼根部位承受的扭矩和彎矩通常較大，所以一般機(jī)翼的前緣和其根部位的蒙皮最厚，后緣和翼尖部位，蒙皮較薄。機(jī)翼下表面蒙皮通常采用抗疲

23、勞性能較好的機(jī)翼下表面蒙皮通常采用抗疲勞性能較好的20242024鋁合金；鋁合金；上表面蒙皮主要承受交變壓應(yīng)力，則常采用強(qiáng)度上表面蒙皮主要承受交變壓應(yīng)力，則常采用強(qiáng)度高的高的70757075鋁合金。鋁合金。機(jī)翼的少數(shù)部位的蒙皮也有采用復(fù)合材料蜂窩夾機(jī)翼的少數(shù)部位的蒙皮也有采用復(fù)合材料蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)。芯結(jié)構(gòu)。周緣接頭周緣接頭機(jī)翼接頭機(jī)翼接頭叉式接頭叉式接頭構(gòu)件在載荷作用下的變形構(gòu)件在載荷作用下的變形 變形變形: :構(gòu)件在載荷作用下，其尺寸和形狀都會(huì)有不同程度的改變，這種尺寸和形狀的改變。 彈性變形彈性變形: :構(gòu)件在載荷作用下所產(chǎn)生的變形，當(dāng)載荷去掉后即能消失。 永久變形永久變形: :構(gòu)件在載荷作

24、用下所產(chǎn)生的變形，當(dāng)載荷去掉后，不能消失的變形(或塑性變形)。 基本變形形式基本變形形式: 拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲五種。 復(fù)合變形復(fù)合變形:兩種或兩種以上的基本變形的組合。飛機(jī)承受的主要應(yīng)力飛機(jī)承受的主要應(yīng)力所有飛機(jī)都承受著以下五種主要應(yīng)力：(1) 拉伸應(yīng)力拉伸應(yīng)力 抵抗試圖拉斷物體之力的應(yīng)力。例，發(fā)動(dòng)機(jī)牽引飛機(jī)向前，而空氣阻力試圖向后拉住它。結(jié)果產(chǎn)生拉伸，它力圖將飛機(jī)拉長(zhǎng)。(2) 壓縮應(yīng)力壓縮應(yīng)力 抵抗壓力的應(yīng)力。它是力圖縮短或壓縮飛機(jī)部件的應(yīng)力。(3) 剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力抵抗力圖引起材料的某一層與相鄰一層相對(duì)錯(cuò)動(dòng)之力的應(yīng)力。例，兩塊受拉伸的鉚接板材使鉚釘承受剪切力。一般說(shuō)來(lái)，飛機(jī)零件，

25、特別是螺釘、螺栓和鉚釘，一般都承受剪切力。(4) 扭矩扭矩產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的應(yīng)力產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的應(yīng)力 。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引飛機(jī)向前時(shí)，它還試圖使飛機(jī)向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，而另一些飛機(jī)部件使飛機(jī)保持原航向, 這樣，便引起了扭轉(zhuǎn)。 薄壁結(jié)構(gòu)承受扭矩時(shí), 其橫截面上要產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力是沿著薄壁中線(xiàn)的切線(xiàn)方向作用的; 同時(shí), 由于結(jié)構(gòu)的壁很薄,可以認(rèn)為剪應(yīng)力沿壁的厚度方向是均勻分布的。 (5)(5)彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力的組合。壓縮應(yīng)力和拉伸應(yīng)力的組合。1.1.2 尾翼的結(jié)構(gòu)和受力分析尾翼的結(jié)構(gòu)和受力分析一、尾翼的組成、功用及配置方式一、尾翼的組成、功用及配置方式 組成 水平安定面 水平尾翼水平尾翼

26、 升降舵 尾翼尾翼 組成組成 垂直安定面 垂直尾翼垂直尾翼 方向舵 1、對(duì)尾翼的主要要求、對(duì)尾翼的主要要求： 保證飛機(jī)平衡和具有必要的安定性及操縱性; 強(qiáng)度、剛度足夠而重量輕; 尾翼載荷對(duì)機(jī)身的扭矩應(yīng)盡可能小。 2、功用、功用 使飛機(jī)能保持俯仰和方向平衡，并使飛機(jī)具有俯仰和方向安定性、操縱性。 3、配置方式、配置方式 尾翼在飛機(jī)上的配置方式有多種。它們是根據(jù)空氣動(dòng)力性能和結(jié)構(gòu)受力等方面的要求確定的。 最普通的配置方式是將水平尾翼和垂直尾翼分別安排最普通的配置方式是將水平尾翼和垂直尾翼分別安排在機(jī)身尾部，在機(jī)身尾部，如圖所示。 1和7為水平安定面2和4為方向舵3為垂直安定面5為內(nèi)升降舵6為外升降

27、舵8為安定面中心部分9為背鰭（整流罩） 二、尾翼的構(gòu)造二、尾翼的構(gòu)造(一)安定面的構(gòu)造 安定面的構(gòu)造與機(jī)翼基本相同安定面的構(gòu)造與機(jī)翼基本相同。 輕型飛機(jī)輕型飛機(jī)的安定面一般都做成梁式結(jié)構(gòu)一般都做成梁式結(jié)構(gòu); 大型飛機(jī)大型飛機(jī)的安定面大多做成多縱墻的單塊式結(jié)構(gòu)。大多做成多縱墻的單塊式結(jié)構(gòu)。 整體式 采用有堅(jiān)固中央翼肋 的結(jié)構(gòu)型式 水平安定面 可分離式采用有堅(jiān)固側(cè)邊翼肋 的結(jié)構(gòu)型式 與機(jī)身做成一體垂直安定面 可拆卸的十字形配置的尾翼，垂直安定面通常做成上下兩部分，并由梁上的接頭連接起來(lái)。垂直尾翼結(jié)構(gòu)垂直尾翼結(jié)構(gòu)單塊式單塊式雙雙/多梁、壁板、多肋多梁、壁板、多肋 (二)舵面的構(gòu)造與連接 舵面的構(gòu)造與

28、副翼基本相同舵面的構(gòu)造與副翼基本相同，一般都采用沒(méi)有一般都采用沒(méi)有桁條的單梁式結(jié)構(gòu)桁條的單梁式結(jié)構(gòu)。 方向舵與垂直安定面的連接接頭通常多于兩個(gè)。當(dāng)垂直尾翼被水平尾翼分隔為上下兩部分時(shí)，上下兩個(gè)方向舵的轉(zhuǎn)軸是用萬(wàn)向接頭連接的。 低速飛機(jī)上，左右升降舵的轉(zhuǎn)軸大多是成一直線(xiàn)的。因此，往往將它做成一個(gè)整體，并用幾個(gè)接頭與水平安定面相連，中間的接頭通常與操縱臂做成一體。 后掠水平尾翼升降舵的轉(zhuǎn)軸不成一直線(xiàn)，所以左右升降舵只能各自用兩個(gè)以上的接頭連接在水平安定面上。左右升降舵的轉(zhuǎn)軸，有的用萬(wàn)向接頭連接，有的則分別與操縱機(jī)構(gòu)的兩根轉(zhuǎn)動(dòng)桿相連。 (三)全動(dòng)尾翼的結(jié)構(gòu)型式 全動(dòng)尾翼只靠一根轉(zhuǎn)軸與機(jī)身相連。全動(dòng)尾

29、翼只靠一根轉(zhuǎn)軸與機(jī)身相連。 轉(zhuǎn)軸式轉(zhuǎn)軸與機(jī)身的連接方式 定軸式 (1)將轉(zhuǎn)軸與尾翼做成一體,安裝在機(jī)身上的軸承內(nèi),叫做轉(zhuǎn)軸式；(2)將軸與機(jī)身上的加強(qiáng)隔框固定在一起，尾翼安裝在固定軸上，并可繞著固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，稱(chēng)為定軸式。 目前廣泛使用的是轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)尾翼。轉(zhuǎn)軸式和定軸式全動(dòng)平尾示意圖轉(zhuǎn)軸式和定軸式全動(dòng)平尾示意圖 (a)轉(zhuǎn)軸式轉(zhuǎn)軸式(b)定軸式定軸式軸固定在平尾上軸固定在平尾上軸固定在機(jī)身上軸固定在機(jī)身上 轉(zhuǎn)軸式轉(zhuǎn)軸式優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)平尾轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)平尾1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸2操縱點(diǎn)操縱點(diǎn)3加強(qiáng)肋加強(qiáng)肋4加強(qiáng)板加強(qiáng)板5前梁前梁6后梁后梁7加強(qiáng)蒙皮加強(qiáng)蒙皮 定軸式全動(dòng)平尾定軸式全動(dòng)平尾 單梁式全

30、動(dòng)尾翼的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)中力的傳遞，與單梁式全動(dòng)尾翼的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)中力的傳遞，與單梁式機(jī)翼基本相同單梁式機(jī)翼基本相同。 剪力和彎矩是由主梁直接傳給轉(zhuǎn)軸的。剪力和彎矩是由主梁直接傳給轉(zhuǎn)軸的。 扭矩經(jīng)合圍框傳遞到加強(qiáng)翼肋和側(cè)邊翼肋后，扭矩經(jīng)合圍框傳遞到加強(qiáng)翼肋和側(cè)邊翼肋后，要以這兩個(gè)翼肋受彎的形式傳給轉(zhuǎn)軸。要以這兩個(gè)翼肋受彎的形式傳給轉(zhuǎn)軸。 復(fù)合式全動(dòng)尾翼，其外側(cè)部分的結(jié)構(gòu)為單復(fù)合式全動(dòng)尾翼，其外側(cè)部分的結(jié)構(gòu)為單塊式塊式，翼根部分的結(jié)構(gòu)有加強(qiáng)翼肋翼根部分的結(jié)構(gòu)有加強(qiáng)翼肋ab、ac、bc以及加強(qiáng)蒙皮和加強(qiáng)板等以及加強(qiáng)蒙皮和加強(qiáng)板等，其轉(zhuǎn)軸是與加強(qiáng)構(gòu)件牢固地連接的則是由分散受力轉(zhuǎn)為集中受力的過(guò)渡型式。 在這種

31、結(jié)構(gòu)中，外側(cè)部分的載荷是通過(guò)加外側(cè)部分的載荷是通過(guò)加強(qiáng)構(gòu)件以集中載荷的強(qiáng)構(gòu)件以集中載荷的形式傳給的。 彎矩則通過(guò)加強(qiáng)蒙皮和加強(qiáng)板傳給轉(zhuǎn)軸；彎矩則通過(guò)加強(qiáng)蒙皮和加強(qiáng)板傳給轉(zhuǎn)軸； 扭矩由蒙皮以合圍剪流的形式傳給加強(qiáng)翼肋扭矩由蒙皮以合圍剪流的形式傳給加強(qiáng)翼肋bc，再通過(guò)由加強(qiáng)翼肋，再通過(guò)由加強(qiáng)翼肋ab、ac及加強(qiáng)板組成的及加強(qiáng)板組成的盒形結(jié)構(gòu)傳給轉(zhuǎn)軸。盒形結(jié)構(gòu)傳給轉(zhuǎn)軸。 在飛行M數(shù)較大(M 2)的飛機(jī)上，全動(dòng)尾翼的結(jié)構(gòu)高度很小。為了保證尾翼結(jié)構(gòu)具有足夠的為了保證尾翼結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度，多采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)或整體結(jié)構(gòu)。剛度，多采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)或整體結(jié)構(gòu)。 梯形或三角形的轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)尾翼采用整體結(jié)構(gòu)時(shí)，往往

32、根據(jù)它的受力特點(diǎn)將整體壁板上的加強(qiáng)條做成輻射形的。這樣不但便于將載荷集中到轉(zhuǎn)軸上，而且還能增加尾翼的剛度。 全動(dòng)尾翼的一個(gè)重要受力特點(diǎn)全動(dòng)尾翼的一個(gè)重要受力特點(diǎn)是，轉(zhuǎn)軸根部要傳是，轉(zhuǎn)軸根部要傳遞全部載荷，它在軸承處承受的剪力、彎矩和扭矩都最遞全部載荷，它在軸承處承受的剪力、彎矩和扭矩都最大。大。 在維護(hù)工作中在維護(hù)工作中 必須對(duì)轉(zhuǎn)軸的這個(gè)部位和連接件加強(qiáng)檢查必須對(duì)轉(zhuǎn)軸的這個(gè)部位和連接件加強(qiáng)檢查。 必須經(jīng)常保持軸承潤(rùn)滑良好，間隙符合規(guī)定數(shù)值。必須經(jīng)常保持軸承潤(rùn)滑良好，間隙符合規(guī)定數(shù)值。 三、尾翼結(jié)構(gòu)中力的傳遞 空氣動(dòng)力在安定面上的傳遞分析與機(jī)翼相同；而在舵面上的傳遞分析與副翼相同。 值得注意的是

33、：飛行中，飛機(jī)的飛行狀態(tài)是經(jīng)常變化的，因而尾翼上載荷的大小和方向經(jīng)常隨著改變，大氣中的不穩(wěn)定氣流也會(huì)使尾翼的載荷經(jīng)常發(fā)生變化。因此，尾翼上的載荷具有重復(fù)載荷的性質(zhì)。 構(gòu)件承受重復(fù)載荷時(shí)，容易因疲勞而提前損壞，尤其是鉚釘孔和構(gòu)件截面積急劇變化的地方，由于應(yīng)力集中的影響，更容易發(fā)生疲勞損壞。在維護(hù)工作中，對(duì)尾翼的這些部位應(yīng)特別注意檢查。 1 1.1.3.1.3 機(jī)身結(jié)構(gòu)機(jī)身結(jié)構(gòu) 機(jī)身結(jié)構(gòu)的功用機(jī)身結(jié)構(gòu)的功用: :（1 1）固定機(jī)翼、尾翼、起落架等部件，使之連）固定機(jī)翼、尾翼、起落架等部件，使之連成一個(gè)整體；成一個(gè)整體；（2 2）裝載人員、貨物和燃油）裝載人員、貨物和燃油; ;（3 3）安裝操縱機(jī)構(gòu)

34、，附件及其它設(shè)備提供空間：）安裝操縱機(jī)構(gòu)，附件及其它設(shè)備提供空間：（4 4）安裝發(fā)動(dòng)機(jī)。）安裝發(fā)動(dòng)機(jī)。 現(xiàn)代飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)由大梁、長(zhǎng)桁、隔框以及蒙皮組合現(xiàn)代飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)由大梁、長(zhǎng)桁、隔框以及蒙皮組合而成。而成。 普通框（維持機(jī)身的截面形狀）普通框（維持機(jī)身的截面形狀）隔框隔框 加強(qiáng)框（將裝載的質(zhì)量力和其他部件上的載荷經(jīng)接頭加強(qiáng)框（將裝載的質(zhì)量力和其他部件上的載荷經(jīng)接頭 傳到機(jī)身結(jié)構(gòu)上的集中力加以擴(kuò)散，然后以傳到機(jī)身結(jié)構(gòu)上的集中力加以擴(kuò)散，然后以 剪流的形式傳給蒙皮）剪流的形式傳給蒙皮） 長(zhǎng)桁和大梁長(zhǎng)桁和大梁的作用是承受機(jī)身彎曲時(shí)產(chǎn)生的軸力，支持蒙皮的作用是承受機(jī)身彎曲時(shí)產(chǎn)生的軸力，支持蒙皮以

35、及承受部分作用在蒙皮上的氣動(dòng)力并傳給隔框。以及承受部分作用在蒙皮上的氣動(dòng)力并傳給隔框。蒙皮蒙皮的作用是構(gòu)成機(jī)身的氣動(dòng)外形，保持表面光滑。的作用是構(gòu)成機(jī)身的氣動(dòng)外形，保持表面光滑。一、機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式機(jī)身的結(jié)構(gòu)形式 構(gòu)架式機(jī)身結(jié)構(gòu)的型式 硬殼式機(jī)身 薄殼式 半 硬 殼 式機(jī)身 桁梁式機(jī)身半硬殼式機(jī)身 桁條式機(jī)身 (一)構(gòu)架式機(jī)身 ( Truss Fuselage construction ) 1.組成 構(gòu)架式機(jī)身骨架通常用鋼管焊接而成. 2. 2. 構(gòu)架式機(jī)身的受力構(gòu)架式機(jī)身的受力 機(jī)身的剪力、彎矩和扭矩全部由構(gòu)架承受機(jī)身的剪力、彎矩和扭矩全部由構(gòu)架承受。 彎矩引起的軸向力，由構(gòu)架中的四根緣條承彎

36、矩引起的軸向力，由構(gòu)架中的四根緣條承受受； 垂直方向的剪力由構(gòu)架兩側(cè)的支柱和斜支柱垂直方向的剪力由構(gòu)架兩側(cè)的支柱和斜支柱承受承受； 水平方向的剪力由上、下平面內(nèi)的支柱、斜水平方向的剪力由上、下平面內(nèi)的支柱、斜支柱承受；支柱承受； 扭矩由四個(gè)平面構(gòu)架組成的立體構(gòu)架承受扭矩由四個(gè)平面構(gòu)架組成的立體構(gòu)架承受。3. 3. 構(gòu)架式機(jī)身的特點(diǎn)構(gòu)架式機(jī)身的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): （1）構(gòu)架式機(jī)身的抗扭剛度差； （2）空氣動(dòng)力性能不好 （3）機(jī)身內(nèi)部容積不易得到充分利用。 雖然構(gòu)架式機(jī)身存在著上述缺點(diǎn)，然而對(duì)于小型低速飛機(jī)來(lái)說(shuō)，這些缺點(diǎn)并不顯著。因此，目前還有一些小型低速飛機(jī)和不少

37、直升機(jī)的機(jī)身仍然采用構(gòu)架式機(jī)身。 (二)薄殼式機(jī)身 ( Stressed Skin structure 承力蒙皮結(jié)構(gòu)) 薄殼式機(jī)身薄殼式機(jī)身 將蒙皮與隔框、大梁、桁條牢固地鉚接起來(lái)，成為一個(gè)受力的整體，通常稱(chēng)為薄殼薄殼式機(jī)身式機(jī)身。 (薄殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)受力時(shí)，相當(dāng)于一根閉口截面的薄壁梁，所以也叫做梁式機(jī)身梁式機(jī)身。)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): （1）隔框、桁條和蒙皮既起整形作用，又能參加結(jié)構(gòu)受力； （2）材料的利用比較合理，重量輕； （在設(shè)計(jì)載荷相同的情況下，它比構(gòu)架式機(jī)身輕。） （3）抗扭剛度較大； （4）機(jī)身內(nèi)部容積可得到較充分的利用。受力情況：受力情況： 大梁和桁條用來(lái)承受彎矩引起的軸向力；大梁和桁條用來(lái)承受彎矩引起的軸向力； 蒙皮要承受全部剪力和扭矩以及承受部分軸蒙皮要承受全部剪力和扭矩以及承受部分軸向力；向力； 隔框用來(lái)保持機(jī)身的外形和承受局部空氣動(dòng)隔框用來(lái)保持機(jī)身的外形和承受局部空氣動(dòng)力，還要承受各部件傳來(lái)的集中載荷，并將這些力，還要承受各部件傳來(lái)的集中載荷，并將這些載荷分散地傳給蒙皮。載荷分散地傳給蒙皮。 1