第14讲—机身结构(1)
第五章 机身结构分析与设计 §5.1 机身的功用与设计要求
一、机身的功用 把机翼、尾翼、 把机翼、尾翼、起落架等部件连接在一 起，形成一架完整的飞机 机身用途 安置空勤组人员、旅客，装载燃油、 安置空勤组人员、旅客，装载燃油、武 器、设备和货物等
根据飞机用途不同， 根据飞机用途不同，机身中装载和内部布置也不一样 见下图所示） （见下图所示）
§5.2 机身的外载荷与内力特点
一、外载特点 机身主要用于装载和连接各部件， 机身主要用于装载和连接各部件，因此其主要外载有 装载力： 装载力：各装载及机身结构本身都会产生质 量力，其中尤以装载的质量力影响更大。 量力，其中尤以装载的质量力影响更大。 其他部件的力：主要指在飞行或起飞、着陆 其他部件的力：主要指在飞行或起飞、 滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。 滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。 增压载荷： 增压载荷：在机身增压舱部分自身平衡而不 影响机身的总体载荷， 影响机身的总体载荷，是增压舱段的重要设 计载荷之一。 计载荷之一。 空气动力：由于机身基本上为对称流线体， 空气动力：由于机身基本上为对称流线体， 故机身上除局部地区局部气动载荷较大外， 故机身上除局部地区局部气动载荷较大外， 分布气动力对机身总体内力基本没有影响。 分布气动力对机身总体内力基本没有影响。
桁梁式机身
剪力的传递： 加强框——蒙皮与框的连接铆钉 蒙皮与框的连接铆钉——机身蒙皮 剪力的传递： 加强框 蒙皮与框的连接铆钉 机身蒙皮 剪力的分布： 剪流沿X轴向按阶梯形分布 剪力的分布： 剪流沿 轴向按阶梯形分布 弯矩的传递和弯矩的分布： 弯矩的传递和弯矩的分布： 由以上的分析可知：在框平面内作用有集中力时， 由以上的分析可知：在框平面内作用有集中力时， 由加强框承受该集中载荷； ①由加强框承受该集中载荷； 框将集中力扩散，以剪流形式传给蒙皮； ②框将集中力扩散，以剪流形式传给蒙皮； ③剪流在蒙皮中向机身支承处（此处是向前）传递时，其 剪流在蒙皮中向机身支承处（此处是向前）传递时， 剪切内力Q通过蒙皮连续向前传递 而弯矩内力M则以 通过蒙皮连续向前传递； 剪切内力 通过蒙皮连续向前传递；而弯矩内力 则以 桁条的轴向拉、压力形式向前传递。 桁条的轴向拉、压力形式向前传递。 2、桁梁式机身 剪力的传递： 加强框——蒙皮与框的连接铆钉 蒙皮与框的连接铆钉——机身蒙皮 剪力的传递： 加强框 蒙皮与框的连接铆钉 机身蒙皮 剪力的分布： 剪力的分布：见下页中的图 弯矩的传递和弯矩的分布： 弯矩的传递和弯矩的分布：见下页中的图
三、机身结构的受力分析 机身结构的受力分析与机翼类似， 机身结构的受力分析与机翼类似，只是根据机身结构的受 载特点，重点讨论集中力或力矩等外载的传递， 载特点，重点讨论集中力或力矩等外载的传递，以及有开口 时力的传递。 时力的传递。 这里以集中载荷情况为例， 这里以集中载荷情况为例，分析载荷在不同结构形式机身 中的传递 1、桁条式机身 左图表示桁条式机身一个加强框， 左图表示桁条式机身一个加强框，它和水平尾 翼某接头连接， 翼某接头连接，受到由接头传来的 Py 力。 假设：蒙皮只受剪切力，桁条承受正应力。 假设：蒙皮只受剪切力，桁条承受正应力。 机身可以看成一个空间薄壁盒式梁
桁条式机身结构
2、桁条式机身结构 、 结构特点： ）长桁较密、较强； 结构特点：1）长桁较密、较强； 2）蒙皮较厚。 ）蒙皮较厚。 承力特点： ）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 承力特点：1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 2）弯曲引起的轴向力将由许多桁条与较厚的蒙皮 ） 组成的壁板承受。 组成的壁板承受。 优 扭刚度比桁梁式机身大； 点： 1）弯、扭刚度比桁梁式机身大； ） 2）蒙皮较厚，其局部变形小，有利于改善气动性 ）蒙皮较厚，其局部变形小， 能。 缺 蒙皮上不宜大开口。 点： 蒙皮上不宜大开口。 桁条式和桁梁式机身统称为半硬壳式机身。 桁条式和桁梁式机身统称为半硬壳式机身。 统称为半硬壳式机身
桁梁式机身
所以必须注意： 所以必须注意： 框平面内受有集中力时， 框平面内受有集中力时，支反剪流的分布大小只与机身壳体的 形式有关，即与是由桁条还是桁梁，或是蒙皮受正应力有关。 形式有关，即与是由桁条还是桁梁，或是蒙皮受正应力有关。
3、多闭室硬壳式机身
需要说明的是: 需要说明的是 扭矩引起的蒙皮中的剪流与机身结构受正应力的元件 无关。作用在机身上的扭矩，通过加强框传给蒙皮后， 无关。作用在机身上的扭矩，通过加强框传给蒙皮后，以 蒙皮受剪形式在蒙皮中向支撑处传递，不会引起桁条（ 蒙皮受剪形式在蒙皮中向支撑处传递，不会引起桁条（或 桁梁）内的轴力。 桁梁）内的轴力。
机身结构和布局全视图
机身结构的质量占飞机质量的8%~15%。 。 机身结构的质量占飞机质量的
பைடு நூலகம்
二、机身结构的设计要求 必须满足各种装载的特殊需要及所提出的 使用要求， 众多的使用要求 并应与机翼、 众多的使用要求，并应与机翼、尾翼等连 接部件的主要受力构件的布置、 接部件的主要受力构件的布置、连接点位 置进行总体协调，以减轻飞机总重量。 置进行总体协调，以减轻飞机总重量。 机身结构 设计要求 在保证机身结构完整性的前提下， 在保证机身结构完整性的前提下，结构重 量尽可能小。 量尽可能小。 机身应有足够的开敞性以便于维修。 机身应有足够的开敞性以便于维修。 有良好的工艺性，生产成本要低。 有良好的工艺性，生产成本要低。 机身基本不产生升力，所以机身气动力要 机身基本不产生升力， 求主要是阻力小。 求主要是阻力小。为此机身一般做成细长 的流线体，希望外形光滑，突出物少等。 的流线体，希望外形光滑，突出物少等。 使用要求是机身设计要求中的重要要求。比如座舱盖、 使用要求是机身设计要求中的重要要求。比如座舱盖、开口 是机身设计要求中的重要要求 等就是必须满足使用要求。 等就是必须满足使用要求。
长桁与桁梁
加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为： 加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为：将装载的质 量力和其他部件上的载荷经接头传到机身结构上 的集中力加以扩散，然后以剪流形式传给蒙皮。 的集中力加以扩散，然后以剪流形式传给蒙皮。 2、长桁与桁梁 、 长 的 桁 作 1）承受机身弯曲时产生的轴力； ）承受机身弯曲时产生的轴力； 与 用 桁 ）支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力； 2）支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力； 梁 3）承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。 ）承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。 3、 、 1）构成机身的气动外形，并保持表面光滑； ）构成机身的气动外形，并保持表面光滑； 的 2）承受剪力和扭矩，并与长桁一起组成壁板承受两个 ）承受剪力和扭矩， 作 平面内弯矩引起的轴力。 平面内弯矩引起的轴力。 用
硬壳式机身结构
3、硬壳式机身结构 、 结构特点： ）由蒙皮和少数框组成； 结构特点：1）由蒙皮和少数框组成； 2）没有纵向构件； ）没有纵向构件； 3）蒙皮较厚。 ）蒙皮较厚。 承力特点：由厚蒙皮承受机身总体弯、 承力特点：由厚蒙皮承受机身总体弯、剪、扭引起的全部轴 力和剪力。 力和剪力。 优 缺 扭刚度大。 点： 弯、扭刚度大。 点： 1）机身相对载荷小，因而蒙皮材料利用率低； ）机身相对载荷小，因而蒙皮材料利用率低； 2）开口补强增重较大。 ）开口补强增重较大。 所以这种机身型式实际上用得很少。 所以这种机身型式实际上用得很少。 三种典型机身的差别主要是受弯曲引起的轴向力的构件不同
二、机身结构的典型受力型式 1、桁梁式机身结构 、 结构特点： ）有几根桁梁（如四根），桁梁的截面积很大； ），桁梁的截面积很大 结构特点：1）有几根桁梁（如四根），桁梁的截面积很大； 2）长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不连续； ）长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不连续； 3）蒙皮较薄。 ）蒙皮较薄。 承力特点：1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 承力特点： ）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 2）弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受，蒙皮与长 ）弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受， 桁只承受很小部分的轴力。 桁只承受很小部分的轴力。 优 点： 1）在机身上布置大开口不会显著降低机身的强度 ） 和刚度； 和刚度； 2）开口补强引起的重量增加较少。 ）开口补强引起的重量增加较少。
机身的主 要外载
二、机身总体受力特点 机身的边界条件： 机身的边界条件：可把机身看成支 持在机翼上的双支点或多支点外伸 梁。（支点数以及支点提供的支反 力性质视机身力性质视机身-机翼的连接接头的具 体情况而定） 体情况而定） 载荷性质和方向： 载荷性质和方向： 剪力， 剪力，作用在 Y、Z轴方向上 弯矩， 弯矩，作用在 Y、Z轴方向上 扭矩， 扭矩，作用在 X 轴方向上
总
机身的功用 与设计要求 机身的功用 设计要求 外载与内力
结
外载特点 机身总体受载特点
结构组成元件及其功用 典型机身形式 和受力分析 机身结构的典型受力型式 机身结构的受力分析
§5.3 典型机身结构形式和传力分 析
一、机身结构的组成元件及其功用 纵向元件：长桁、 纵向元件：长桁、桁梁 机身结构 横向元件： 横向元件：框、蒙皮 1、隔框 隔框 加强框 普通框的作用： ）维持机身的截面形状； ） 普通框的作用：1）维持机身的截面形状；2）对蒙皮和长桁 起支持作用。 起支持作用。 普通框的受载： ）蒙皮传入机身周边的空气动力； ） 普通框的受载：1）蒙皮传入机身周边的空气动力；2）机身 弯曲变形引起的分布压力 普通框
一、机身的功用 把机翼、尾翼、 把机翼、尾翼、起落架等部件连接在一 起，形成一架完整的飞机 机身用途 安置空勤组人员、旅客，装载燃油、 安置空勤组人员、旅客，装载燃油、武 器、设备和货物等
根据飞机用途不同， 根据飞机用途不同，机身中装载和内部布置也不一样 见下图所示） （见下图所示）
§5.2 机身的外载荷与内力特点
一、外载特点 机身主要用于装载和连接各部件， 机身主要用于装载和连接各部件，因此其主要外载有 装载力： 装载力：各装载及机身结构本身都会产生质 量力，其中尤以装载的质量力影响更大。 量力，其中尤以装载的质量力影响更大。 其他部件的力：主要指在飞行或起飞、着陆 其他部件的力：主要指在飞行或起飞、 滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。 滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。 增压载荷： 增压载荷：在机身增压舱部分自身平衡而不 影响机身的总体载荷， 影响机身的总体载荷，是增压舱段的重要设 计载荷之一。 计载荷之一。 空气动力：由于机身基本上为对称流线体， 空气动力：由于机身基本上为对称流线体， 故机身上除局部地区局部气动载荷较大外， 故机身上除局部地区局部气动载荷较大外， 分布气动力对机身总体内力基本没有影响。 分布气动力对机身总体内力基本没有影响。
桁梁式机身
剪力的传递： 加强框——蒙皮与框的连接铆钉 蒙皮与框的连接铆钉——机身蒙皮 剪力的传递： 加强框 蒙皮与框的连接铆钉 机身蒙皮 剪力的分布： 剪流沿X轴向按阶梯形分布 剪力的分布： 剪流沿 轴向按阶梯形分布 弯矩的传递和弯矩的分布： 弯矩的传递和弯矩的分布： 由以上的分析可知：在框平面内作用有集中力时， 由以上的分析可知：在框平面内作用有集中力时， 由加强框承受该集中载荷； ①由加强框承受该集中载荷； 框将集中力扩散，以剪流形式传给蒙皮； ②框将集中力扩散，以剪流形式传给蒙皮； ③剪流在蒙皮中向机身支承处（此处是向前）传递时，其 剪流在蒙皮中向机身支承处（此处是向前）传递时， 剪切内力Q通过蒙皮连续向前传递 而弯矩内力M则以 通过蒙皮连续向前传递； 剪切内力 通过蒙皮连续向前传递；而弯矩内力 则以 桁条的轴向拉、压力形式向前传递。 桁条的轴向拉、压力形式向前传递。 2、桁梁式机身 剪力的传递： 加强框——蒙皮与框的连接铆钉 蒙皮与框的连接铆钉——机身蒙皮 剪力的传递： 加强框 蒙皮与框的连接铆钉 机身蒙皮 剪力的分布： 剪力的分布：见下页中的图 弯矩的传递和弯矩的分布： 弯矩的传递和弯矩的分布：见下页中的图
三、机身结构的受力分析 机身结构的受力分析与机翼类似， 机身结构的受力分析与机翼类似，只是根据机身结构的受 载特点，重点讨论集中力或力矩等外载的传递， 载特点，重点讨论集中力或力矩等外载的传递，以及有开口 时力的传递。 时力的传递。 这里以集中载荷情况为例， 这里以集中载荷情况为例，分析载荷在不同结构形式机身 中的传递 1、桁条式机身 左图表示桁条式机身一个加强框， 左图表示桁条式机身一个加强框，它和水平尾 翼某接头连接， 翼某接头连接，受到由接头传来的 Py 力。 假设：蒙皮只受剪切力，桁条承受正应力。 假设：蒙皮只受剪切力，桁条承受正应力。 机身可以看成一个空间薄壁盒式梁
桁条式机身结构
2、桁条式机身结构 、 结构特点： ）长桁较密、较强； 结构特点：1）长桁较密、较强； 2）蒙皮较厚。 ）蒙皮较厚。 承力特点： ）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 承力特点：1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 2）弯曲引起的轴向力将由许多桁条与较厚的蒙皮 ） 组成的壁板承受。 组成的壁板承受。 优 扭刚度比桁梁式机身大； 点： 1）弯、扭刚度比桁梁式机身大； ） 2）蒙皮较厚，其局部变形小，有利于改善气动性 ）蒙皮较厚，其局部变形小， 能。 缺 蒙皮上不宜大开口。 点： 蒙皮上不宜大开口。 桁条式和桁梁式机身统称为半硬壳式机身。 桁条式和桁梁式机身统称为半硬壳式机身。 统称为半硬壳式机身
桁梁式机身
所以必须注意： 所以必须注意： 框平面内受有集中力时， 框平面内受有集中力时，支反剪流的分布大小只与机身壳体的 形式有关，即与是由桁条还是桁梁，或是蒙皮受正应力有关。 形式有关，即与是由桁条还是桁梁，或是蒙皮受正应力有关。
3、多闭室硬壳式机身
需要说明的是: 需要说明的是 扭矩引起的蒙皮中的剪流与机身结构受正应力的元件 无关。作用在机身上的扭矩，通过加强框传给蒙皮后， 无关。作用在机身上的扭矩，通过加强框传给蒙皮后，以 蒙皮受剪形式在蒙皮中向支撑处传递，不会引起桁条（ 蒙皮受剪形式在蒙皮中向支撑处传递，不会引起桁条（或 桁梁）内的轴力。 桁梁）内的轴力。
机身结构和布局全视图
机身结构的质量占飞机质量的8%~15%。 。 机身结构的质量占飞机质量的
பைடு நூலகம்
二、机身结构的设计要求 必须满足各种装载的特殊需要及所提出的 使用要求， 众多的使用要求 并应与机翼、 众多的使用要求，并应与机翼、尾翼等连 接部件的主要受力构件的布置、 接部件的主要受力构件的布置、连接点位 置进行总体协调，以减轻飞机总重量。 置进行总体协调，以减轻飞机总重量。 机身结构 设计要求 在保证机身结构完整性的前提下， 在保证机身结构完整性的前提下，结构重 量尽可能小。 量尽可能小。 机身应有足够的开敞性以便于维修。 机身应有足够的开敞性以便于维修。 有良好的工艺性，生产成本要低。 有良好的工艺性，生产成本要低。 机身基本不产生升力，所以机身气动力要 机身基本不产生升力， 求主要是阻力小。 求主要是阻力小。为此机身一般做成细长 的流线体，希望外形光滑，突出物少等。 的流线体，希望外形光滑，突出物少等。 使用要求是机身设计要求中的重要要求。比如座舱盖、 使用要求是机身设计要求中的重要要求。比如座舱盖、开口 是机身设计要求中的重要要求 等就是必须满足使用要求。 等就是必须满足使用要求。
长桁与桁梁
加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为： 加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为：将装载的质 量力和其他部件上的载荷经接头传到机身结构上 的集中力加以扩散，然后以剪流形式传给蒙皮。 的集中力加以扩散，然后以剪流形式传给蒙皮。 2、长桁与桁梁 、 长 的 桁 作 1）承受机身弯曲时产生的轴力； ）承受机身弯曲时产生的轴力； 与 用 桁 ）支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力； 2）支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力； 梁 3）承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。 ）承受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。 3、 、 1）构成机身的气动外形，并保持表面光滑； ）构成机身的气动外形，并保持表面光滑； 的 2）承受剪力和扭矩，并与长桁一起组成壁板承受两个 ）承受剪力和扭矩， 作 平面内弯矩引起的轴力。 平面内弯矩引起的轴力。 用
硬壳式机身结构
3、硬壳式机身结构 、 结构特点： ）由蒙皮和少数框组成； 结构特点：1）由蒙皮和少数框组成； 2）没有纵向构件； ）没有纵向构件； 3）蒙皮较厚。 ）蒙皮较厚。 承力特点：由厚蒙皮承受机身总体弯、 承力特点：由厚蒙皮承受机身总体弯、剪、扭引起的全部轴 力和剪力。 力和剪力。 优 缺 扭刚度大。 点： 弯、扭刚度大。 点： 1）机身相对载荷小，因而蒙皮材料利用率低； ）机身相对载荷小，因而蒙皮材料利用率低； 2）开口补强增重较大。 ）开口补强增重较大。 所以这种机身型式实际上用得很少。 所以这种机身型式实际上用得很少。 三种典型机身的差别主要是受弯曲引起的轴向力的构件不同
二、机身结构的典型受力型式 1、桁梁式机身结构 、 结构特点： ）有几根桁梁（如四根），桁梁的截面积很大； ），桁梁的截面积很大 结构特点：1）有几根桁梁（如四根），桁梁的截面积很大； 2）长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不连续； ）长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不连续； 3）蒙皮较薄。 ）蒙皮较薄。 承力特点：1）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 承力特点： ）剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承担； 2）弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受，蒙皮与长 ）弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受， 桁只承受很小部分的轴力。 桁只承受很小部分的轴力。 优 点： 1）在机身上布置大开口不会显著降低机身的强度 ） 和刚度； 和刚度； 2）开口补强引起的重量增加较少。 ）开口补强引起的重量增加较少。
机身的主 要外载
二、机身总体受力特点 机身的边界条件： 机身的边界条件：可把机身看成支 持在机翼上的双支点或多支点外伸 梁。（支点数以及支点提供的支反 力性质视机身力性质视机身-机翼的连接接头的具 体情况而定） 体情况而定） 载荷性质和方向： 载荷性质和方向： 剪力， 剪力，作用在 Y、Z轴方向上 弯矩， 弯矩，作用在 Y、Z轴方向上 扭矩， 扭矩，作用在 X 轴方向上
总
机身的功用 与设计要求 机身的功用 设计要求 外载与内力
结
外载特点 机身总体受载特点
结构组成元件及其功用 典型机身形式 和受力分析 机身结构的典型受力型式 机身结构的受力分析
§5.3 典型机身结构形式和传力分 析
一、机身结构的组成元件及其功用 纵向元件：长桁、 纵向元件：长桁、桁梁 机身结构 横向元件： 横向元件：框、蒙皮 1、隔框 隔框 加强框 普通框的作用： ）维持机身的截面形状； ） 普通框的作用：1）维持机身的截面形状；2）对蒙皮和长桁 起支持作用。 起支持作用。 普通框的受载： ）蒙皮传入机身周边的空气动力； ） 普通框的受载：1）蒙皮传入机身周边的空气动力；2）机身 弯曲变形引起的分布压力 普通框
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机身结构
小开口加强 小开口 ---- 口框（刚框、围框）式加强。 这类开口，对机身纵向构件一般没有影响，为传剪，一般在 开口周围加上一圈截面具有抗弯能力的口框（可以是组合式，也 可以是整体刚框）
小开口刚框受力分析
1）利用对称原理： 结构对称，载荷为反对称时，在对称轴处只有反对称 内力Q, 而M, N=0 2）根据分离体平衡图，可求出
2） 受轴力口盖：
（1）口盖既能受剪、又能受轴力，所以 口盖上一般布置有加强型材(方向与 原有长桁方向、位置一致)，它完全 能替代原结构受力。 受剪口盖上也可能布置有加强型材，但其作用主要是保证 口盖刚度，型材方向可能与长桁不一致
（2）连接：不仅要有连接基体蒙皮与口盖板的螺栓，
而且应有直接把承受轴向力的构件连接的螺栓。
（一）开口 大、中、小（相对部件尺寸而言） 对机身：D 对机翼：B
小开口：可能在两长桁之间，不打断长桁，或只打断 个别长桁；
中开口： 可能打断几根长桁； 大开口：可能整个翼箱宽度壁板或很大比例宽度的壁板 被开口。
（二）口盖： 1. 受力口盖 受剪口盖； 受轴力口盖。 1） 受剪口盖： （1）口盖本身能受剪（有足够的强度、刚度)； （2）且在连接处应能把剪力扩散成分布剪流 , 一般用为数较多的托板螺帽、螺栓连； （3）它能取代原有基体受剪。
三．基体结构受剪时 如蒙皮受Mt qt，梁腹板受Q qQ 时开口区的加强。 传力路线有何变化？ 即研究开口对传力的影响 需加什么构件？ 原有元件受力情况变化？ 启发问题：在受力分析中我们曾用的几种方法？ （1） 传力路线：一个个分离体画，作用M,Q,N三种内力 ---把小开口的分析结果和方法延伸一下。 （2） 直接用数值解 （3） 用加自身平衡力系的方法，使两种典型情况的叠加符合 实际情况，考虑开口后相当于那一块蒙皮上剪流应为0。
机身结构
2.桁条式
2.桁条式
构造特点：无桁梁，桁条蒙皮均较强，且桁条多。 桁距：100~250mm, 蒙皮：δ=0.8~2.5mm
受力特点： 弯矩 由壁板(桁条、蒙皮)受轴力 蒙皮受轴力(弯)、剪力(Q、Mt)两种力,
所以厚！
优点： 蒙皮厚，刚度大 局部刚度大(局部变形小，改善气动性能), 生存力较好
缺点： 不宜大开口
2．不受力口盖 （1） 口盖不参与机体的总体受力，但承受口盖上的局部气动载 荷，并把它传给机体。 （2） 从连接看：只有少量连接件，或为快卸口盖，或为活动 开启舱门。
不论是有、无口盖，或口盖是否受力，大开口总要增加重 量。是结构工程师“头疼”的问题。 1）受力口盖：口盖一般会比原有结构重，对按刚度设计的， 还有刚度问题；且要增加较多的连接件；为了顺利传递载荷， 总有载荷转移问题，结构上必定也需适当加强。 2）如为不受力口盖或开口，则传力路线迂回 ——路线长了， 而且开口周围结构将增加负担。所以必定要加强原有结构，或 者很可能要另布置新加强件。 当开口在机体表面时口盖不能省 , 而且一般应按刚度设计，较 重，只是不参加总体受力而已 当为小、中开口时，影响区域可能小些，为局部的。 当为大开口时，则影响区大。
蒙皮厚
不宜开口
重量重
三、加强框
四、开口受力分析
一．开口的原因
1．机体表面的检修用开口 从维修、检查需要，要有很多口盖，如 F-16 ， 60% 表面为 156 个口盖，均可开启，波音 -707 ，下翼面布置 22 个大椭圆形 口盖 — 检查整体油箱之用。 总的说： （1）检查仪器，设备，系统； （ 2 ）检修内部结构 — 这点对按损伤容限设计要求设计的飞 机必不可少。
桁梁式
桁条式
硬壳式
飞机结构讲解
垂直安定面装配件
方向舵典型截面
垂尾典型截面
SAAB 2000的安装角可调水平安定面
Q400客舱典型截面
Q400客舱布置
70座，座椅间距33英寸
78 seat configuration at 30 inch pitch 456 ft3 baggage volume
42 ft3 galley volume (4 carts)
•
自知之明是最难得的知识。。20.8.320 20年8 月3日星 期一11 时58分 11秒20 .8.3
谢谢各位！
•
旁观者的姓名永远爬不到比赛的计分 板上。 。20.8.3 20.8.31 1:58:11 11:58:1 1Augus t 3, 2020
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我不理解这句话的意思。。2020年8月 3日上 午11时5 8分20. 8.320.8. 3
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渐进思想是创新的最大敌人。。2020 年8月3 日星期 一上午1 1时58 分11秒1 1:58:11 20.8.3
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学而不厌，诲人不倦。—《论语》。 上午11 时58分1 1秒上 午11时5 8分11: 58:1120 .8.3
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管理就是把复杂的问题简单化，混乱 的事情 规划化 。。20. 8.320.8. 311:58 11:58:1 111:58: 11Aug-20
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金钱损失了还能挽回，一旦失去信誉 就很难 挽回。 。2020 年8月3 日星期 一11时5 8分11 秒Monday, August 03, 2020
• 当发动机转速一定时，4叶螺旋桨必须转得比6叶的更快才 能达到相同的拉力。所以6叶螺旋桨飞机可以比4叶螺旋桨 飞机飞得更快，噪声也较小。
• 当飞行速度提高到600km/h以上时，螺旋桨的效率就会明 显下降。在700km/h左右，如果飞行速度再提高，飞行中 产生的激波阻力是螺旋桨飞机无法克服的。
飞机结构介绍-课件 (一)
飞机结构介绍-课件 (一)飞机结构介绍-课件飞机是一种非常复杂的机器，由许多部分构成。
这些部分一起工作，使飞机能够起飞、飞行和降落。
在本文中，我们将更详细地了解一些飞机的主要结构部分。
1. 机身飞机的机身是整个飞机最大、最重要的部分。
它通常被称为飞机的“躯干”，起着支撑和保护其他部分的作用。
机身由多个部件构成，包括壳体、翼下盖、起落架和液压系统。
2. 机翼机翼是飞机的主要升力部件。
它们带有多个部件，包括翼展、翼面积和翼端。
翼展是机翼的长度。
翼面积是机翼下面的面积。
翼端是支撑翼展的部分。
机翼上还有襟翼和襟缝，襟翼是在机翼前端向下伸出的部件，以增大机翼的升阻比；襟缝则是为了使翼前向下部分的充气率增大，从而增加升力和改善沟通情况。
3. 推进器推进器是发动机推力的部分。
它们可以是螺旋桨或喷气式推进器。
螺旋桨由至少一个旋转的桨叶组成，以产生推力，驱动叶片旋转；喷气式推进器由发动机喷出的高速气流产生推力。
4. 发动机发动机是飞机的重要组装部件。
通常分为往复式发动机，涡轮螺旋桨发动机和涡喷发动机等。
往复式发动机是最常见的发动机，运行方式类似于汽车发动机。
涡轮螺旋桨发动机主要用于支持小型飞机或直升机。
涡喷发动机则主要用于大型民用飞机和军用飞机。
5. 机尾部件机尾部件是飞机的后部。
它包括方向舵、高度舵和俯仰舵。
这些部件可以通过飞行员的操纵杆和脚蹬进行操作，以控制飞机的方向和飞行高度。
6. 起落架起落架是可以伸缩的三角形构架，它可在起飞和降落时支撑整个飞机。
它由前轮和后轮构成，并且可以收起，以减少阻力和空气阻力。
7. 电气系统电气系统是飞机上的电力系统，它提供了飞机所需的电力，以支持各种设备，例如航电系统，通信设备和仪表板。
电气系统由多个部件构成，包括发电机、电池和电线。
总之，飞机的构造非常复杂，由多个部分构成。
这些部分的组合使得飞机飞行、降落和操纵时能够更加可靠和安全。
了解这些飞机部分的功能和组织结构，可以帮助大家更好地理解和欣赏飞机的优美和飞行原理。
飞机的基本构造
飞机的基本构造飞机是一种能够在大气中飞行的航空器，它是人类工程师多年来对飞行原理的深入研究和技术发展的结晶，能够在空中快速、高效地进行航空运输和军事任务。
飞机的基本构造包括机身、机翼、发动机、弹射椅和座舱等组成部分。
1. 机身：机身是飞机的主要承载结构，由舱段和连接这些舱段的框架组成。
它通常由轻质且高强度的材料，如铝合金或复合材料制成。
机身的前部通常包含座舱和驾驶舱，以及飞机操纵系统的控制装置。
机身的中部通常是客舱或货舱，用于载人或载货。
机身的后部通常包含燃油箱、发动机和尾部组件。
2. 机翼：机翼是产生升力的关键部件。
它通常采用翼型外形，其上面凸起，下面平坦，其特殊弯曲形状使得气流在上表面的流速变快、压强变小，从而产生向上的升力。
机翼还具有翼尖、翼根和副翼等构件。
机翼通常由铝合金或者复合材料制成，可以通过支柱或滑轨与机身连接。
3. 发动机：发动机是飞机的动力装置，通常由一台或多台燃气涡轮发动机组成。
发动机通过燃烧燃料来产生高温高压的气体，并通过喷口将这些气体向后排出，推动飞机前进。
发动机通常位于机翼下方的机身后部，有专门的机翼瘤或吊舱容纳。
4. 弹射椅：弹射椅是飞机上必不可少的安全装备之一。
它通常安装在座舱内，用于紧急情况下飞行员或乘客迅速逃生。
当飞机遭遇危险状况时，弹射椅会通过瞬间推力将乘员弹射出机舱，以确保乘员的生命安全。
5. 座舱：座舱是乘客和机组人员的区域。
它通常位于机身的前部，提供舒适的座位和必要的设施，如气候控制、娱乐设施、厕所等。
座舱还包括乘员的舱门和逃生装置，以确保乘客的安全。
除了这些基本构造外，飞机还包括许多其他部件，如起落架、翼舱、机身结构支撑等。
飞机的设计和构造是多学科交叉融合的产物，涵盖了力学、材料科学、航空学、空气动力学等多个领域的知识。
飞机的构造和设计的不断发展和创新，使得现代飞机具有更好的性能、更高的安全性和更大的便利性。
飞机结构讲解介绍课件
飞机检修的周期和内容
定期检修
根据飞机的类型和飞行小时数， 飞机需要进行定期检修，包括起 落架、发动机、机翼等关键部件
的检查和维修。
飞行前检查
每次飞行前，机组人员会对飞机进 行简短的目视检查，确保没有明显 的损坏或异常情况。
飞行后检查
每次飞行后，机组人员会对飞机进 行详细检查，包括发动机、起落架、 机身等部分，确保飞机在下次飞行 前处于良好状态。
起落架的材料和制造工 艺
要点一
总结词
要点二
详细描述
起落架材料多为高强度铝合金或复合材料，制造工艺涉及 精密铸造和焊接等。
高强度铝合金具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点，广泛应 用于起落架制造。复合材料则具有更高的强度和刚度，适 用于现代高性能飞机的起落架。制造工艺涉及精密铸造、 焊接、机械加工等多种技术，以确保起落架的精度和可靠性。
飞机结构的维修和保养
表面清洁
定期对飞机表面进行清洁，去除尘土、 污垢和鸟粪等污染物，保持飞机外观 整洁。
防腐处理
对飞机的金属部分进行防腐处理，如 喷涂防锈漆、涂抹防腐剂等，以延缓 腐蚀过程。
紧固件检查与更换
定期检查飞机的紧固件，如螺丝、铆 钉等，如有松动或损坏及时更换。
结构损伤修复
对于发现的飞机结构损伤，如裂纹、 凹陷等，及时进行修复或更换受损部 件。
转运动。
起落架
用于起飞、降落和地面滑行， 由支柱、轮子和减震器等组成。
飞机结构分类
01
02
03
按机翼数目
可分为单翼机、双翼机和 多翼机。
按机翼固定方式
可分为固定翼机和旋翼机。
按用途
可分为民用飞机、军用飞 机和通用航空器等。
飞机结构材料
机身结构课件
*
影响加强框的结构形式和设计因素
机身外形、 内部布置、 集中力大小与性质、 支持它们的机身盒段结构特点、 有无大开口等等因素
加强框的分类 根据受力形式，对加强框进行分类
构架式加强框
环形刚框式加强框
加强框结构型式分类
腹板式加强框
*
刚框式加强框的构造 由内、外缘条，腹板，支柱等元件组成
一、 （环形）刚框式加强框
刚框式加强框的应用 机身隔框多数是刚框式，这是为了便于充分利用机身内部空间。
刚框式加强框的分类
整体式刚框 按结构分 组合式刚框 混合式刚框
*
它相当于一个封闭的曲梁，受载后有弯矩、剪力、轴力。 弯矩—由刚框的内、外缘条承受，其对刚框的尺寸影响最 大； 剪力—由框的腹板承受，由它决定腹板的厚度； 轴力—由缘条和腹板共同承受。
刚框的设计
*
带部分腹板或混合式加强框的受力分析
现以歼-6飞机机翼-机身主对接框为例进行加强框受力分析。
整个框内，除进气道部分外都有腹板； 两侧安置带接头的很强的框缘； 进气道上、下布置两根水平横梁； 横梁与框缘接头、腹板连接
主对接框的结构：
加强框的主要载荷为： 机翼传入的 弯矩M 剪力Qy
由于弯矩对刚框的尺寸影响最大，我们以硬壳式机身等剖面环形刚框为例分析其弯矩内力，大致可得出以下结论： （1）在法向集中力和集中力矩作用处，框缘截面的弯矩值最大； （2）法向集中力产生的框截面内弯矩比切向集中力产生的弯矩要大，后者只有前者的1/4。
环形刚框的受力特点
*
这两个结论提醒我们： 当有集中力作用到框上时，应使其尽可能接近切向； 正是由于弯矩值沿周边是变化的，因此框缘设计时若与弯矩分布规律相符将有利于减轻框的重量。
结构：在开口周围布置一加强垫板，将切断的桁条和隔框
机身
感谢观看
静电消除法
飞机在空气中运动，由于空气和其它杂质的摩擦，在飞机机身上将产生静电电荷（摩擦生电），一般为正电 荷，通常电荷均匀分布在机身表面，但大气层也是一个电磁场，由于电磁场的作用，导致这些电荷集中到飞机外 表比较尖顶、薄等边缘区域，如果没有放电刷的作用，在电荷积累到一定能量时将导致空气或云层水分子之间的 击穿放电，也就是我们说的闪电现象，从专业方面也就是我们所说的“雷击”现象。
雷达罩通常必须是复合材料（雷达波必须能够穿透的材料，一般选用玻璃纤维，芳纶纤维或是石英纤维。）， 同样雷达罩的表面在飞行中也会有电荷的积聚，在雷达罩表面电荷的积聚一方面会导致遭“雷击”，另外一方面 也会导致屏蔽掉雷达波的穿透，造成雷达工作不正常或探测不到应该探测到的气象或地形状态；雷达罩上导流条 的作用是将非导电体雷达罩表面的静电电荷通过导体导流条传导到机身表面去，避免雷达罩表面上电荷的积聚。
放电刷是安装在飞机表面外型尖端部分，由于放电刷的制作特点是在放电刷的顶端还装了一个很小的金属针， 在大气中由于电磁场的作用，带电电荷都集中到放电刷的顶端的金属针头上，这样电荷积聚在非常小的针头上在 不是非常高的电荷能量积聚的状态下就非常容易导致与空气或云层中水分子之间的击穿放电引起局部非常小能量 的“雷击”效应，从而将积聚在飞机机体表面的电荷能量释放（所谓的尖端放电）；通常对于飞机机身外表为金 属部分的，对放电刷的要求不是非常高，但对于复合材料部分在放电刷的要求方面是比较高的。这是因为金属材 料是电的导体，电荷可以自由流动，而复合材料是电的不良导体，容易积聚电荷。
没有强的桁梁。密布的桁条与蒙皮一起承受弯曲正应力。这种结构重量较轻，机身上凡是开口较少的部位大 多采用这种结构型式。
没有桁梁和桁条。为了改善蒙皮的支持情况，沿机身长度方向布置有较密的普通框，有时也称密框结构。一 般用在弯矩很小而又无大开口的部位。有些轻型飞机为便于制造而采用硬壳式机身。
飞机的结构ppt课件
处理飞行控制系统的各种信息，进行计算并传输 到舵机执行机构，控制飞机的飞行轨迹。
舵机执行机构
接收飞行控制计算机的指令，操纵飞机的副翼、 升降舵和方向舵等部件，实现飞行姿态的调整。
动力系统
发动机
为飞机提供动力，推动飞机前进，并产生必要的推力。
燃油系统
供应燃油，确保发动机正常工作，包括油箱、油泵、过滤器等部件 。
先进导航
研究和开发更精确、高效的导航系统和设备，以提高飞行的安全性和效率。
智能维护
研究和开发基于数据的预测性维护系统，以实时监控飞机的状态并提前进行维护。
高超声速飞行技术
超音速巡航
01
研究和开发能够实现超音速巡航的发动机和飞机设计
，以提高飞行速度和效率。
高超声速运输
02 研究和开发高超声速运输机，以实现全球范围内的快
导航雷达
探测周围空域的天气情况、地形等，帮助飞行员确定航向和高度 。
卫星通信系统
通过卫星实现全球通信，包括GPS定位系统、卫星电话等。
03
飞机的材料和工艺
金属材料
铝合金
01
用于飞机的主要结构，如机翼、机身和起落架。具有高的强度
、耐腐蚀性和易于加工的特性。
高强度钢
02
用于承受高应力和高强度载荷的部位，如发动机涡轮叶片和转
飞机的结构ppt课件
• 飞机的基本结构 • 飞机的主要部件 • 飞机的材料和工艺 • 飞机的分类和特点 • 飞机的维护和保养 • 飞机的发展趋势和未来展望
目录
01
飞机的基本结构
机身结构
概述
机身是飞机的主体结构，主要作 用是搭载乘员、货物和燃料等， 同时为机翼、尾翼和起落架提供
连接点。
舵机执行机构
接收飞行控制计算机的指令，操纵飞机的副翼、 升降舵和方向舵等部件，实现飞行姿态的调整。
动力系统
发动机
为飞机提供动力，推动飞机前进，并产生必要的推力。
燃油系统
供应燃油，确保发动机正常工作，包括油箱、油泵、过滤器等部件 。
先进导航
研究和开发更精确、高效的导航系统和设备，以提高飞行的安全性和效率。
智能维护
研究和开发基于数据的预测性维护系统，以实时监控飞机的状态并提前进行维护。
高超声速飞行技术
超音速巡航
01
研究和开发能够实现超音速巡航的发动机和飞机设计
，以提高飞行速度和效率。
高超声速运输
02 研究和开发高超声速运输机，以实现全球范围内的快
导航雷达
探测周围空域的天气情况、地形等，帮助飞行员确定航向和高度 。
卫星通信系统
通过卫星实现全球通信，包括GPS定位系统、卫星电话等。
03
飞机的材料和工艺
金属材料
铝合金
01
用于飞机的主要结构，如机翼、机身和起落架。具有高的强度
、耐腐蚀性和易于加工的特性。
高强度钢
02
用于承受高应力和高强度载荷的部位，如发动机涡轮叶片和转
飞机的结构ppt课件
• 飞机的基本结构 • 飞机的主要部件 • 飞机的材料和工艺 • 飞机的分类和特点 • 飞机的维护和保养 • 飞机的发展趋势和未来展望
目录
01
飞机的基本结构
机身结构
概述
机身是飞机的主体结构，主要作 用是搭载乘员、货物和燃料等， 同时为机翼、尾翼和起落架提供
连接点。
飞机结构与系统(飞机机身结构)通用课件
虚拟现实技术
用于飞机设计和装配过程，减少 物理样机数量，降低研发成本。
无人机技术
可用于飞机部件的检测和维护， 提高维护效率和安全性。
未来发展趋势
更轻的机身结构
随着新材料的应用，未来飞机机身结构将更加轻 量化。
更先进的制造技术
智能制造和数字化技术将进一步应用于飞机制造 过程。
更高效的维护策略
无人机和远程维护技术将提高飞机维护效率细节进行优化，如 连接方式、紧固件选择等，以提
高结构的可靠性和耐久性。
制造工艺优化
考虑制造工艺对结构性能的影响 ，优化制造工艺，提高生产效率
。
结构细节设计
连接设计
根据材料属性和受力情 况，选择合适的连接方 式，如焊接、铆接、螺
栓连接等。
细节处理
对机身结构的细节进行 精细化处理，如圆角、 倒角、防震等，以提高 结构的舒适性和安全性
。
防腐设计
采取有效的防腐措施， 如涂层保护、电化学保 护等，以提高机身结构
的耐久性。
04
机身结构制造工艺
金属材料制造工艺
铸造工艺
通过熔融金属，将其倒入 模具中冷却凝固，形成机 身各部件。
锻造工艺
利用压力机将金属坯料或 模锻件施加压力，使其变 形，以获得所需形状和尺 寸的机身部件。
焊接工艺
利用高温熔化金属，将两 个金属部件连接在一起， 形成机身整体。
中段
包括客舱、货舱和机身中段等部分，是乘客和货物的主要承 载区域。
后段
包括尾翼、发动机吊舱、货舱门等部分，用于安装飞机尾部 设备和支撑尾翼。
机身结构设计要求
强度和刚度
机身结构设计必须满足强度和刚度要求，以确 保飞机在各种飞行条件下保持稳定。