飞机结构及其特点.ppt

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1、第1章飞机结构及其特点徐岩南京航空航天大学航空宇航制造工程系飞行器制造技术基础本章内容§1.1飞机结构及组成§1.2机翼结构形式§1.3机身结构形式§1.4尾翼结构形式§1.5飞机制造工艺的特点§1.1飞机结构及组成主要由机体、飞机操纵系统、飞机动力装置和机载设备等部分组成，其中机体包括机翼、机身及尾翼等部件，构成飞机的主体结构。§1.1飞机结构及组成波音747宽体客机机翼一般是不对称的，上表面比较凸，而下表面比较平，流过机翼上表面的气流流速较快，而流过机翼下表面的气流正好相反。根据流体力学的基本原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，这样机翼下

2、表面的压强就比上表面的压强高，换一句话说，就是大气施加与机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大，二者的压力差便形成了飞机的升力。§1.2机翼结构形式§1.2机翼结构形式机翼是飞机产生升力和滚转操纵力矩的主要部件，同时也是现代飞机存储燃油的地方。机翼作为飞机的主要气动面，是主要的承受气动载荷部件，其结构高度低，承载大。机翼通常有以下气动布局形式：平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、边条翼、前掠翼、变后掠翼和菱形翼等。§1.2.1机翼的基本组成机翼重量一般占全机重量的8%－15%，机翼结构重量占机翼重量的30%－50%。机翼一般由机翼主盒

3、、襟翼、扰流片、副翼、前缘襟翼、发动机吊挂等部分组成。§1.2.1机翼的基本组成§1.2.1机翼的基本组成机翼结构属薄壁型结构形式，构造上主要由蒙皮和骨架结构组成。机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成。纵向骨架——沿翼展方向安置的构件，包括梁、纵樯和桁条。横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。主要包括普通翼肋和加强翼肋。（1）蒙皮、（2）桁条、（3）翼梁、（4）纵墙、（5）翼肋（1）蒙皮蒙皮的直接功用是保持机翼外形和承载，用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成机翼的气动力外形。气动载荷直接作用在蒙皮上，蒙皮将作用在上面的局部气动力传给结构骨架。

4、在总体承载时，蒙皮和翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁结构承受翼面扭矩，与长桁一起形成壁板承受翼面弯矩引起的轴力。根据蒙皮参与受力的程度可分两类：一类只能承受气动力载荷，有布质蒙皮、层板蒙皮和薄金属板蒙皮，早期的低速飞机广泛使用。另一类不仅可以承受气动力载荷，而且可在不同程度上承受弯曲、剪切和扭转等载荷，有铝合金蒙皮，通常在马赫数小于2.5的飞机上采用；钛合金或不锈钢蒙皮，通常在高温区和马赫数大于2.5的飞机上采用。（1）蒙皮结构最简单又广泛使用的是硬铝蒙皮。蒙皮和桁条组成的壁板有组合式或整体式。某些结构形式（如多墙式蒙皮）的蒙皮很厚，可从几毫米

5、到十几毫米，常做成整体壁板形式，这时，蒙皮将成为最主要的、甚至是惟一的承受弯矩的受力结构。整体壁板可以减少连接件的数目，提高翼面整体油箱的密封性，可在保证足够强度和刚度条件下得到轻的光滑翼面。（1）蒙皮除了整体壁板外，近来夹芯蒙皮也得到推广。夹芯蒙皮由两层薄金属板或复合材料层板与轻质疏松或蜂窝结构夹芯互相连接而成。夹芯蒙皮可以降低翼面结构质量，提高翼面刚度和表面品质（无铆缝），并具有良好的隔热、隔音、防震、抵抗裂纹及其他损伤扩展能力。F15尾翼和方向舵蒙皮是全厚度铝夹芯和硼-环氧复合材料面板构成的蜂窝壁板。前、后缘为全铝蜂窝结构。（2）桁条桁条（也称长桁）是

6、纵向较为细长的杆件，与蒙皮相连，对蒙皮起支持作用，一般还与翼肋相连，受翼肋支持。桁条是纵向骨架中的重要受力构件之一，承受翼面弯矩引起的轴向力和局部气动力引起的剪力，这些力的大小取决于翼面的结构形式并决定桁条横截面的形状和面积。蒙皮传来的力桁条翼肋传来的力翼肋蒙皮传来的力桁条翼肋桁条翼肋蒙皮蒙皮传来的力（2）桁条桁条按截面形状分有开式和闭式；按制造方法分有板弯桁条和挤压桁条。板弯开式桁条由板材制造，容易弯曲，与蒙皮贴合好，得到翼面光滑，容易与蒙皮及其它构件固接；板弯闭式桁条可提高型材和蒙皮压缩临界应力。挤压型材比板弯型材具有较厚的腹板，受力临界应力较高，但与蒙

7、皮（特别是弯度大的蒙皮）难以固接。(a)板弯型材(b)挤压型材（3）翼梁翼梁由梁的腹板和缘条（或称凸缘）组成，大多在根部与中翼段或与机身固接，剖面呈工字形或槽形。翼梁是单纯的受力件，缘条承受由弯矩M引起的拉压轴力。由支柱加固的腹板承受剪力并能承受由扭矩引起的剪流，使翼面周边形成闭室并在这两种情况下受剪。在有的结构形式中，它是翼面主要的纵向受力件，承受翼面全部或大部分弯矩。整体式翼梁：1.机翼与机身接头的耳片；2.挫修垫板；3.固定座（1）构架式翼梁（2）组合式梁（3）整体锻造梁（4）纵墙纵墙的构造与翼梁相似，但缘条比梁缘条弱得多，而且不与机身相连，其长度有时

8、仅为翼展的一部分。纵墙通常布置在机翼的前后缘部分，与