内部教材飞机结构与修理第三章副翼及尾翼结构和受力分析

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1、第三章副翼及尾翼结构和受力分析§3－1副翼的结构和受力分析一、副翼的功用使机翼产生滚转力矩，以保证飞机具有横侧操纵性。位置：机翼后缘外侧、机翼后缘内侧的。对副翼的要求:(1)结构具有足够的抗扭刚度；(2)副翼偏转时产生的枢轴力矩较小。(副翼上的空气动力对转轴的力矩)这样，可使飞行员操纵省力，而且还可以减小副翼结构所承受的扭矩。二、副翼的构造1.副翼的构造副翼通常由翼梁、翼肋、蒙皮和后缘型材组成，图3－1(a)。副翼一般都做成没有桁条的单梁式结构（图3-1）。翼梁－腹板式梁、管形梁翼肋－开有减轻孔蒙皮－现代高速飞机采用金属蒙皮低速飞机

2、采用金属和布质蒙皮(图3－1(b))。后缘型材通常在接头开口部位装有斜翼肋(图3－1(c))，用斜翼肋、加强板和翼梁组成的盒形结构来承受开口部位的扭矩。2．副翼与机翼连接通常采用两个以上的副翼接头与机翼相连。连接的副翼接头中，至少应有一个接头是沿展向固定的，其余的接头沿展向应是可移动的。用多接头固定的副翼，在飞行中会由于机翼变形，使副翼转轴的轴线变弯，而影响操纵的灵活性，甚至发生卡滞现象。为了解决这一矛盾，有些飞机采用了分段的副翼，它的每一段都独立地连接在机翼后缘的支架上，而各段的翼梁则用可以传递扭矩的万向接头或铰接接头连接起来。图3

3、-2所示为副翼与机翼的典型的连接型式。在机翼加强肋的后部与机翼后梁（或墙）的连接处，安装有若干个支臂，每个支臂上装有一个过渡接头。在副翼的大梁上装有相应个数的双耳片接头。副翼通过这些耳片接头将其悬挂到机翼的支臂上。注意:每个操纵面除一个接头完全固定外，其余接头都有设计补偿，以便于安装和保证运动协调。操纵副翼偏转的作动筒，其作动杆与副翼耳片接头的下耳片连接固定。当副翼操纵作动筒动作时就使副翼绕轴心N偏转。图3-2副翼连接形式三、作用在副翼上的外载荷在飞行中，副翼象一根固定在机翼上的多支点梁一样承受外部载荷。作用在副翼上的外载荷有（图3－

4、3）：（1）空气动力q（2）操纵力T（3）支点反作用力R（本例为：R1、R2、R3）注：由于副翼的质量力很小，在受力分析中可以忽略不计。33副翼空气动力载荷的大小与副翼面积、副翼偏转角度和飞行速度有关（成正比）。副翼面积越大、副翼偏转角度越大和飞行速度越快，则副翼上所受空气动力载荷就越大。空气动力载荷沿弦向按梯形分布，沿展向与副翼弦长成正比，如图3－4所示。4副翼在装有支点的横截面上承受的剪力最大、弯矩最大；在操纵摇臂部位扭矩最大。这些部位的结构虽然有所加强，但由于副翼的截面积沿展向变化不大，难以按等强度原则来进行加强，所以，上述部位

5、的强度仍然比其他部位富裕得少些，维护时必须注意检查。四、副翼结构中力的传递空气动力在副翼结构中的传递情况与在机翼结构中的传递情况相似：空气动力→蒙皮→翼肋→翼梁腹板机翼剪力由梁腹板承受；弯矩由梁缘条和有效宽度的蒙皮承受；扭矩由闭周缘蒙皮承受。5五、副翼的剪力、弯矩和扭矩图图3－6给出了三支点情况下副翼结构的剪力、弯矩和扭矩图。副翼在装有支点的横截面上承受的剪力、弯矩最大；在操纵摇臂部位扭矩最大。6六、副翼结构的总体应力如前所述，扭矩由闭周缘蒙皮承受。因此，蒙皮内的剪应力为τ＝Mk/（2Fδ1）（3—1）式中Mk—扭矩F—周缘蒙皮所围闭

6、室面积;δ1—蒙皮厚度。梁腹板的剪应力为(3－2)式中H—梁的高度δ2—梁腹板的厚度。梁缘条的正应力为(3－3)式中F—考虑附加蒙皮在内的缘条横截面积。§3－2襟翼、缝翼和减速板的结构襟翼和缝翼是附于机翼的增升装置；减速板和扰流板为附于机翼的阻力装置。它们主要用于改善飞机的起飞和着陆性能。一、襟翼普通襟翼襟翼开缝襟翼克鲁格襟翼下面介绍典型的开缝襟翼的构造。如图3－7所示为带有导流板的开缝式襟翼的结构。其主要构件包括襟翼、导流板、滑板和收放机构。导流板是固定在襟翼前面，并在此形成特形缝隙。当襟翼偏转时，在机翼后部、导流板和襟翼之间可形成

7、特形双缝隙，从而能获得较大的升力。图3-7开缝式普通襟翼结构该型襟翼大梁剖面一般为工字形，其上安装了用以固定滑板和收放机构的支臂。滑轨是钢制弧形工字型材，它通过支臂和撑杆连接到机翼的后梁和加强肋上。滑轨缘条的表面进行了磨削和镀铬处理。这种滑板和滑轨结构最简单、也最可靠，因而得到了广泛应用。导流板由隔板、蒙皮和尾部桁条组成。隔板由带缘条的腹板组成。导流板通过安装支座固定在襟翼上。滚珠螺杆式收放机构由传动装置驱动，并通过襟翼大梁上的支臂与襟翼相连，来完成对襟翼的收放。收放机构的第2个支座是机翼加强肋和后梁连接处的接头，由液压来驱动传动轴的

8、旋转。最简单的结构是将襟翼和导流板悬挂在外置支臂上，但附加的阻力会降低飞机在巡航状态的经济性。二、前缘缝翼前缘缝翼是位于机翼前部且有特殊形状的机翼活动部分。当飞行中放下时，在前缘缝翼和机翼前部之间形成特殊形状的缝隙，它使