飞机结构—机身结构分析
飞机结构设计报告——北航程小全
飞机结构设计报告39051210齐士杰本学期上了2节飞机结构设计设计现场课，我从中学到了很多知识。
在现场课上我们近距离接触了许多飞机结构，下面我对我们接触的飞机结构进行简单的分析。
1右图所示为梁式翼面结构主要的构造特点是蒙皮很薄，常用轻质铝合金制作，纵向翼梁很强(有单梁、双梁或多梁等布置)．纵向长桁较少且弱，梁缘条的剖面与长桁相比要大得多，当布置有一根纵梁时同时还要布置有一根以上的纵墙。
该型式的机翼通常不作为一个整体，而是分成左、右两个机翼，用几个梁、墙根部传集中载荷的对接接头与机身连接。
薄蒙皮梁式翼面结构常用于早期的低速飞机或现代农用飞机、运动飞机中，这些飞机的翼面结构高度较大，梁作为惟一传递总体弯矩的构件，在截面高度较大处布置较强的梁。
2右图所示为翼肋普通翼肋构造上的功用是维持机翼剖面所需的形状。
一般它与蒙皮、长桁相连，机翼受气动载荷时，它以自身平面内的刚度向蒙皮、长桁提供垂直方向的支持。
同时翼肋又沿周边支持在蒙皮和梁(或墙)的腹板上，在翼肋受载时，由蒙皮、腹板向翼肋提供各自平面内的支承剪流。
加强翼肋虽也有上述作用，但其主要是用于承受并传递自身平面内的较大的集中载荷或由于结构不连续(如大开口处)引起的附加载荷。
3右图所示为铝蜂窝蒙皮机身蒙皮在构造上的功用是构成机身的气动外形，并保持表面光滑，所以它承受局部空气动力。
蒙皮在机身总体受载中起很重要的作用。
它承受两个平面内的剪力和扭矩；同时和长桁等一起组成壁板承受两个平面内弯矩引起的轴力，只是随构造型式的不同，机身承弯时它的作用大小不同。
4右图所示为机体结构机身的主要功用是装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备；还可将飞机的其它部件如尾翼、机翼及发动机等连接成一个整体。
桁梁式机身结构特点是有几根(如四根)桁梁，桁梁的截面面积很大。
在这类机身结构上长桁的数量较少而且较弱，甚至长桁可以不连续。
蒙皮较薄。
这种结构的机身，由弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受，蒙皮和长桁只承受很小部分的轴力。
飞机构造之结构
机结构1.1.概述固定机翼飞机的机体由机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架五个主要部件组成。
直升机的机体由机身、旋翼及其相关的减速器、尾桨（单旋翼直升机才有）和起落架组成。
机体各部件由多种材料组成，并通过铆钉、螺栓、螺钉、焊接或胶接而联接起来。
飞机各部件由不同构件构成。
飞机各构件用来传递载荷或承受应力。
单个构件可承受组合应力。
对某些结构，强度是主要的要求；而另一些结构，其要求则完全不同。
例如，整流罩只承受飞机飞行过程中的局部空气动力，而不作为主要结构受力件。
图1-错误！未指定顺序。
平飞时飞机的受载飞机作不稳定的平飞时，推力与阻力是不相等的。
推力大于阻力，飞机就要加速；反之，则减速。
由于在飞机加速或减速的同时，飞行员减小或增大了飞机的迎角，使升力系数减小或增大，因而升力仍然与飞机重力相等。
平飞中，飞机的升力虽然总是与飞机重力相等，但是，飞行速度不同时，飞机上的局部气动载荷（局部空气动力）是不相同的。
飞机以小速度平飞时，迎角较大，机翼上表面受到吸力，下表面受到压力，这时的局部气动载荷并不很大；而当飞机以大速度平飞时，迎角较小，对双凸型翼型机翼来说，除了前缘要受到很大压力外，上下表面都要受到很大的吸力。
翼型越接近对称形，机翼上下表面的局部气动载荷就越大。
所以，如果机翼蒙皮刚度不足，在高速飞行时，就会被显着地吸起或压下，产生明显的鼓胀或下陷现象，影响飞机的空气动力性能。
1.2.2.飞机在垂直平面内作曲线飞行时的受载情况飞机在垂直平面内作曲线飞行的受载情况如图1-2所示。
这时，作用于飞机的外力仍是飞机的重力、升力、阻力和发动机的推力。
但是，这些外力是不平衡的。
曲线飞行虽是一种受力不平衡的运动状θ)就是飞机图1-错误！未指定顺序。
飞机在水平转弯时的受载1.2.4. 飞机过载在曲线飞行中，作用于飞机上的升力经常不等于飞机的重量。
为了衡量飞机在某一飞行状态下受外载荷的严重程度，引出过载(或称载荷因数)这一概念。
飞机结构简介
并建立维修记录档案，以供日后参考和查询。
维修手册
手册内容
维修手册是飞机维护和检修的重要工具，主要包括飞机的结构图、系统图、部件更换程序 、安全操作规程等内容。
使用人员
维修手册的使用人员主要是专业的维修人员和飞行员，他们需要经过严格的培训和学习才 能掌握维修手册的内容和使用方法。
更新与修订
随着技术的不断发展和飞机制造的不断改进，维修手册也需要不断更新和修订，以适应新 的飞机型号和维护需求。
检查时间
飞行前检查的时间一般根据航班的时间表来确定，在航班 起飞前进行。
飞行后检查
01
检查内容
飞行后检查主要包括对飞机的外观进行检查，如机身、机翼、起落架等
，以及对飞机的各个系统进行性能测试和维护。
02
检查时间
飞行后检查一般在航班着陆后立即进行，以便及时发现和解决潜在的问
题。
03
维修记录
每次飞行前和飞行后，维修人员都会对飞机的检查情况进行详细记录，
提高飞行安全性，降低人为误差 。
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设计重点
注重结构强度、刚度和疲劳寿 命等方面的要求。
机翼结构
01
结构类型
包括单翼、双翼和多翼等机翼结构 类型。
结构组成
机翼结构通常包括主翼、副翼、襟 翼等部分。
03
02
主要材料
通常由铝合金、钢材、复合材料等 材料构成。
设计重点
注重气动性能、结构强度、刚度和 疲劳寿命等方面的要求。
04
尾翼结构
结构类型
铝合金具有良好的塑性和加工性，易于进行各种 成型和加工操作。
钢
高强度
01
钢具有很高的强度和硬度，适用于制造承受较大载荷的飞机结
秒懂飞机组装结构，看懂你也是大神
秒懂飞机组装结构，看懂你也是大神
现今，民用航空被广泛应用于人民大众生活，今天，小编就给大家扒一扒飞机的构成和组装。
1
机翼——产生升力，以支持飞机在空中飞行，同时也起到一定的稳定和操作作用
在机翼上一般安装有副翼和襟翼，操纵副翼可使飞机滚转，放下襟翼可使升力增大，不同用途的飞机其机翼形状、大小也各有不同。
2
机身——装载乘员、旅客、武器、货物和各种设备，将飞机的其他部件如：机翼、尾翼及发动机等连接成一个整体。
机身结构是由纵向元件（沿机身纵轴方向)——长桁、桁梁以及垂直于机身纵轴的横向元件——隔框以及蒙皮组合而成，其结构形式有
构架式、硬壳式和半硬壳式。
3
尾翼——操纵飞机俯仰和偏转，保证飞机能平稳飞行。
尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由固定的水平安定面和可动的升降舵组成，有的高速飞机将水平安定面和升降舵合为一体成为全动平尾，垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵。
4
起落装置——起飞、着陆滑跑，地面滑行和停放时支撑飞机。
起落装置，一般由减震支柱和机轮组成，还有专供水上飞机起降的带有浮筒装置的起落架以及雪地起飞用的滑橇式起落架。
5
动力装置---产生拉力或推力，使飞机前进还为飞机上的用电设备
提供电力，为空调设备等用气设备提供电源。
活塞式航空发动机。
飞机结构及其特点ppt课件
（2）整体壁板式 （3）夹层结构
25
机翼的受力分析
机翼主要受：剪力、弯矩、扭矩 剪力主要是由翼梁腹板承受的。 弯矩要使机翼产生弯曲变形， 弯矩引起的轴向力
是由翼梁缘条、桁条和蒙皮共同承受的。 机翼受扭矩作用时，翼梁缘条和桁条都很容易变
形，而金属蒙皮和翼梁腹板所组成的合围框，却 能很好地反抗扭转变形。
26
（1）蒙皮骨架式
按照抗弯材料的配置，蒙皮骨架式翼面可分为梁式、单块式 和多墙式三种结构形式。
最初的薄壁结构翼面蒙皮很薄，只承担扭矩，不能承受弯 矩，称为梁式结构。
以后蒙皮不断加厚，支持蒙皮的桁条相应加强。蒙皮不仅 承扭，还参与承弯，并且承弯程度越来越高，以至蒙皮与 桁条一起组成的加强壁板成为主要的承弯构件，此时结构 便发展成单块式结构。
3
§1.1 飞机结构及组成
波音747宽体客机
4
§1.2 机翼结构形式
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。
双梁式：翼面内部空间合理利用较有利，两梁之间结构高 度较大的部位可用来收藏起落架或放置燃油箱，但梁的高 度降低，结构较重。
多梁式：多用于弦长较大的小展弦比机翼，安全性较高， 可以设计成多通道传力。
29
①梁式结构
30
单梁式结构
31
1－前梁；2－后梁；3－后墙；4－桁条；5－普通翼肋；6－蒙皮；7－梁 缘条；8－立柱；9－接头；10－加强翼肋
空客A350飞机的材料及构造设计分析
空客A350飞机的材料及构造设计分析空客A350飞机作为空中客车公司最新推出的长途宽体飞机，其材料及构造设计是其卓越性能和功能的基础。
本文将对A350飞机的材料和构造设计进行全面分析。
首先，材料的选择是飞机设计中的重要环节。
A350采用了大量轻质高强度复合材料，如碳纤维增强复合材料。
它们的密度相对较低，却能提供出色的强度和刚度，使得A350飞机在飞行过程中能够承受大气压力、重力和气动力等力量的挑战。
使用复合材料还可以减轻飞机的重量，提高燃油效率和航程。
其次，A350的机身结构设计理念是基于轻量化和优化载荷传输。
机身采用整体突厚减薄设计，在关键位置增加材料厚度，提高强度。
此外，结构采用先进的铆接和粘合技术，以确保飞机整体结构的坚固性，并减少结构疲劳和裂纹的风险。
机翼和尾翼采用了一体化设计，减少了连接处的重量和风阻。
在机翼设计方面，A350选用了梁箱结构。
梁箱主要由上下翼面、前后翼壁和前后纵梁组成，其结构紧凑且刚性好。
这种设计使得机翼能够承受飞行过程中的强大气动力和重力，提高了飞机的稳定性和机动性能。
另外，机翼还配备了高效的襟翼和缝翼，以提高飞机的低速性能和起降性能。
机身的驾驶舱采用了先进的座舱设计和弧形玻璃舱盖。
座舱设计旨在提供舒适的乘坐体验，优化操纵员的使用空间。
弧形玻璃舱盖则提供了更好的视野，并减少了驾驶员眩光和反射的可能性，有助于提高飞行安全性。
飞机起落架的设计也是A350构造设计的重要部分。
A350采用了先进的碳纤维复合材料制造起落架，使其具备更高的强度和更轻的重量。
起落架设计考虑到了减少冲击负荷和提高防滑性能，以及可靠的系统来控制起落架的伸缩和导向。
最后，A350的电气系统设计采用了先进的集成电气架构，通过数据管理、保护和控制系统来提高飞机的可靠性和效率。
航电系统还包括先进的飞行控制系统、导航系统和通信系统，以实现飞机的高度自动化和精确导航能力。
总的来说，空客A350飞机的材料及构造设计是基于轻量化、优化载荷传输和先进的技术应用。
飞机构造之结构
第一章第二章飞机结构1.1.1.2.概述固定机翼飞机的机体由机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架五个主要部件组成。
直升机的机体由机身、旋翼及其相关的减速器、尾桨（单旋翼直升机才有）和起落架组成。
机体各部件由多种材料组成，并通过铆钉、螺栓、螺钉、焊接或胶接而联接起来。
飞机各部件由不同构件构成。
飞机各构件用来传递载荷或承受应力。
单个构件可承受组合应力。
即：P=X飞机作不稳定的平飞时，推力与阻力是不相等的。
推力大于阻力，飞机就要加速；反之，则减速。
由于在飞机加速或减速的同时，飞行员减小或增大了飞机的迎角，使升力系数减小或增大，因而升力仍然与飞机重力相等。
平飞中，飞机的升力虽然总是与飞机重力相等，但是，飞行速度不同时，飞机上的局部气动载荷（局部空气动力）是不相同的。
飞机以小速度平飞时，迎角较大，机翼上表面受到吸力，下表面受到压力，这时的局部气动载荷并不很大；而当飞机以大速度平飞时，迎角较小，对双凸型翼型机翼来说，除了前缘要受到很大压力外，上下表面都要受到很大的吸力。
翼型越接近对称形，机翼上下表面的局部气动载荷就越大。
所以，如果机翼蒙皮刚度不足，在高速飞行时，就会被显着地吸起或压下，产生明显的鼓胀或下陷现象，影响飞机的空气动力性能。
1.4.3.阻力Y飞行速度和曲率半径也不可能一样，所以，飞机在垂直平面内做曲线飞行时，飞机的升力也是随时变化的。
1.4.5.1.4.6.飞机在水平平面内作曲线飞行时的受载情况水平转弯时,飞机具有一定的倾斜角（玻度）β，升力与垂线之间也构成β角。
这时，水平分力Ysinβ就是飞机转弯时的向心力，它与惯性离心力N平衡；升力的垂直分力Ycosβ与飞机重力G平衡，即Y=cos G水平转弯时，cos β总是小于1，故升力总是大于飞机的重量；倾斜角越大，cos β越小，因而升力越大。
1.4.7. 1.4.8. 腿飞机过载在曲线飞行中，作用于飞机上的升力经常不等于飞机的重量。
为了衡量飞机在某一飞行状态下受外载荷的严重程度，引出过载(或称载荷因数)这一概念。
《飞机的基本结构》课件
飞机的控制系统
飞机的控制系统包括操纵副翼、副翼、方向舵和襟翼等。这些系统通过操纵 飞机的各个部分，使飞机达到所需的姿态和运动。
飞机的座舱设计
飞机的座舱设计考虑到舒适性、安全性和便利性。设计元素包括座椅、娱乐 设施和紧急出口等。
《飞机的基本结构》
通过本课件，我们将深入了解飞机的基本结构和构成要素，从机翼到机身， 再到动力系统和控制系统，还有如何设计舒适的座舱。
航空的基本概念
了解航空的基础概念是理解飞机结构的第一步。航空是一门涉及飞行器设计、制造和操作的科学与技术。
飞机的构成要素
飞机由多个构成要素组成，包括机翼、机身、动力系统和控制系统。每个要 素都起着关键的作用，确保飞机的正常运行。
飞机的机翼结构
飞机的机翼是产生升力的关键部分。它们通常由多个翼段组成，包括翼尖、翼根和翼面。机翼的形状和 结构对飞机的性能有重要影响。
飞机的机身结构
飞机的机身是载客和货物的重要部分。它通常由典型的圆筒形结构组成，内部包含驾驶舱、客舱、货舱 和所 Nhomakorabea的设备。
飞机的动力系统
飞机的动力系统通常由发动机和推进系统组成。发动机可以是喷气式发动机、螺旋桨发动机或涡轮发动 机。
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一、机身结构组成元件
1. 隔框 3）构造型式
① 环形刚框 由内、外缘条，框缘腹板，腹板
上的小支柱构成。
整体框： 模锻毛胚或厚板加工而成。
环形整体式加强框
1，6－上下框段；2－框缘连接接头；3， 4－机翼机身对接耳片接头及其加强筋； 5，6－两侧框段；8－小支柱
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
矩、剪力和绕机身轴线的扭矩 。
受力和机翼相似，但对于机 身垂直方向和水平方向的载荷 基本为同一数量级。
机身垂直面内剪力图及弯矩图
《机身典型结构型式的传力分析
§2 机身典型结构型式的传力分析 一、机身结构组成元件
机身主要构件： • 蒙皮 • 纵向骨架:长桁、桁梁 • 横向骨架：隔框
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
一、机身结构组成元件
2. 长桁与桁梁
1）功用：
长桁： • 承受和传递机身弯矩引起的轴力； • 与蒙皮组成承力壁板； • 承受部分作用在蒙皮上的气动力并传给隔框。
桁梁的截面积大于长桁，功用类似。
2）构造型式 简单式：从横剖面看只有一个结构元件； 组合式：从横剖面看有几个结构元件。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
一、机身结构组成元件
机身主要构件： • 蒙皮 • 纵向骨架:长桁、桁梁 • 横向骨架：隔框
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
一、机身结构组成元件
1. 隔框
1）分类
普通框： • 维持机身的截面形状； • 对蒙皮和长桁起支撑作用。 通常设计为环形框。
三、机身外载
1. 外载类型
3）增压载荷（p255） 大气压力和温度随飞行高度的增大
而下降，超过2500m将使人无法正常工 作，继续增大会使人不能生存。
解决办法：座舱增压、加温。 气密增压座舱，从发动机压气机引 入并通过自动调节装置进入座舱。 增压载荷：增压舱内的空气压力与 周围大气空气压力之差。
各类飞机增压座舱分布
二、结构设计要求
1) 需满足众多使用要求（最主要） 2) 总体协调性要好，这样有利于飞机减重 3) 保证结构完整性前提下的最小重量要求。 4) 合理使用机身的有效容积，保证飞机性能 5) 气动力要求主要是减小阻力。 6) 装载多，本身结构复杂，故对开敞性（便于维修）要求更高 7) 良好的工艺性、经济性要求
三、机身外载
1. 外载类型
2）其他部件传来的力 主要指飞行或起飞、着陆滑
跑过程中，机翼、尾翼或起落架 上传来的力。
若发动机安装在机身上，还 有发动机推力和陀螺效应产生的 集中力。
飞机两点接地时机身的载荷
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
三、机身外载
1. 外载类型
飞机结构
第四章
机身结构分析
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
§1 机身结构的设计要求和受载特点 一、机身功用
1. 安置空勤组人员、旅客、装载燃油、武器、设备和 货物；
2. 将机翼、尾翼、起落架及发动机连接在一起，形成 一架完整的飞机。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
三、机身外载
1. 外载类型
4）气动载荷 只在机身局部区域（如机身头部和座舱盖等）局部载荷较大，
对机身的总体内力基本没有什么影响。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
三、机身外载
2. 机身总体受力特点 机身可看作支持在机翼上的
双支点或多支点外伸梁。 总体内力：两个平面内的弯
一、机身结构组成元件
1. 隔框 3）构造型式 ① 环形刚框
组合式刚框： 型材、薄板经铆接组合而成。
内外缘条：弯矩和轴力； 腹板：剪力 支柱：将集中力扩散成腹板上剪流。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
一、机身结构组成元件
1. 隔框
3）构造型式
② 腹板框 相当于平面板杆结构。 加强型材的作用： • 将集中力扩散成剪流传给腹板； • 提高腹板的剪切稳定性； • 受侧压时与腹板一起承弯； • 无侧压时只受轴力。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
三、机身外载
1. 外载类型
1）装载加给机身的力 • 装载引起的质量力（集中、分布） • 机身结构的质量力（分布） 质量力大小与载荷系数成正比 （沿机身轴线各处载荷系数大小方向可能不同）
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
加强框： • 普通框功能 • 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，以剪流形式传给蒙皮。 • 机身大开口两端
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
一、机身结构组成元件
1. 隔框 2）布置 （见书P246）
歼击机框距： 300mm左右；
2）其他部件传来的力 主要指飞行或起飞、着陆滑
跑过程中，机翼、尾翼或起落架 上传来的力。
若发动机安装在机身上，还 有发动机推力和陀螺效应产生的 集中力。
作用在机身上的不对称载荷
M扭 = Y ·c
M扭 = P ·h
水平尾翼不对称载荷 垂尾侧向水平载荷
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
大型运输机框距：
300～500mm左右。 框的总重占机身结 构重量的20%～27%。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
一、机身结构组成元件
1. 隔框
3）构造型式
• 环形刚框 • 腹板框 • 构架式框（很少采用）
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§2 机身典型结构型式的传力分析
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点
三、机身外载
3）增压载荷 在机身增压舱部分基本自身平衡，对机身的总体内力影响很小。 在机身增压舱结构内产
生轴向正应力和机身横截 面内的环向正应力，前后 端框产生侧压力。
对于旅客机而言，是重 要的疲劳载荷。
《飞机结构》
第四章 机身结构分析 ——§1 机身结构的设计要求和受载特点