飞机结构详细讲解Word下载.docx

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翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成（如图所示）。

凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成，腹板用硬铝合金板材制成，与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。

凸缘和腹板组成工字型梁，承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。

*纵樯与翼梁十分相像，二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连，其长度有时仅为翼展的一部分。

纵樯通常布置在机翼的前后缘部分，与上下蒙皮相连，形成封闭盒段，承受扭矩。

靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。

　*桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成，铆接在蒙皮内表面，支持蒙皮以提高其承载能力，并共同将气动力分布载荷传给翼肋。

2、横向骨架

机翼的横向骨架主要是指翼肋，而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋，横向是指垂直于翼展的方向，它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。

　*普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体，把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁，并保持翼剖面的形状。

　*加强翼肋就是承受有集中载荷的翼肋。

随着现代航空技术的进步，新的飞行动力理论的应用，飞机机身的外形也呈现千姿百态，变化多端，如隐身战斗机所使用的机翼和机身融为一体的翼身融合体；

除去机身和尾翼的飞翼；

除去机翼的升力体机身；

以汽车作为机身的汽车飞机等等。

3、蒙皮

蒙皮是包围在机翼骨架外的维形构件，用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成机翼的气动力外形。

蒙皮除了形成和维持机翼的气动外形之外，还能够承受局部气动力。

早期低速飞机的蒙皮是布质的，而如今飞机的蒙皮多是用硬铝板材制成的金属蒙皮。

机翼的分类

*按机翼的数量分类：

可分为单翼机、双翼机、多翼机等；

　　*按机翼的平面形状分类：

可分为平直翼、后掠翼、前掠翼、三角翼等；

　　*按机翼的构造形式分类：

可分为构架式、梁式、壁板式、整体式等。

　此外，机翼的剖面形状也是多种多样，随着生产技术以及流体力学的发展，从早期的平直矩形机翼剖面到后来的流线形剖面、菱形剖面，机翼的升力性能越来越好，相反受到的空气阻力越来越小，也就是说机翼的升力系数越来越大，相同面积的机翼所产生的升力就越来越大。

衡量机翼气动外形的主要几何参数

　翼展：

翼展是指机翼左右翼尖之间的长度，一般用l表示。

　　翼弦：

翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。

除了矩形机翼外，机翼不同地方的翼弦是不一样的，有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。

一般常用的弦长参数为平均几何弦长bav，其计算方法为：

bav＝（b0＋b1）/2。

　　展弦比：

翼展l和平均几何弦长bav的比值叫做展弦比，用λ表示，其计算公式可表示为：

λ＝l/bav。

同时，展弦比也可以表示为翼展的平方于机翼面积的比值。

展弦比越大，机翼的升力系数越大，但阻力也增大，因此，高速飞机一般采用小展弦比的机翼。

　　后掠角：

后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。

后掠角又包括前缘后掠角（机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0表示）、后缘后掠角（机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ1表示）及1/4弦线后掠角（机翼1/4弦线与机身轴线的垂线之间的夹角，一般用χ0.25表示）。

如果飞机的机翼向前掠，则后掠角就为负值，变成了前掠角。

　　根梢比：

根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值，一般用η表示，η＝b0/b1。

相对厚度：

相对厚度是机翼翼型的最大厚度与翼弦b的比值。

除此之外，机翼在安装时还可能带有上反角或者下反角。

上反角是指机翼基准面和水平面的夹角，当机翼有扭转时，则是指扭转轴和水平面的夹角。

当上反角为负时，就变成了下反角（Cathedralangle）。

二、机身

　　飞机机身的功用主要是装载人员、货物、燃油、武器、各种装备和其他物资，它还可用于连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件，并把它们连接成为一个整体。

按照机身的功用，首先在使用方面，应要求它具有尽可能大的空间，使它的单位体积利用率最高，以便能装载更多的人和物资，同时连接必须安全可靠。

应有良好的通风加温和隔音设备；

视界必须广调，以利于飞机的起落。

　　其次在气动方面，它的迎风面积应减小到最小，表面应光滑，形状应流线化而没有突角和缝隙，以便尽可能地减小阻力。

　　另外，在保证有足够的强度、刚度和抗疲劳的能力情况下，应使它的重量最轻。

对于具有气密座舱的机身，抗疲劳的能力尤为重要。

　　飞机机身的型式一般有机身型、船身型和短舱型，机身型是陆上飞机的机体，水上飞机机体一般采用船身型，至于短舱型则是没有尾翼的机体，它包括双机身和双尾撑。

另外，二战中还有一种侦察/轰炸飞机，介于双机身和双尾撑形式之间：

一侧机身有座舱，另一侧机身则连接尾翼，这种不对称布局在飞机上较少见。

机身的外形和发动机的类型、数目及安装位置有关。

例如活塞发动机螺旋桨式飞机的机身，就与喷气式发动机飞机的机身有所不同。

　　从机身外形来看，不外乎侧面形状和剖面形状两种。

侧面形状一般为拉长的流线体。

现代飞机的侧面形状受到驾驶舱的很大影响。

有的驾驶舱平滑地露于气流之中，有的则埋藏在机身之内，前者多用于中小型飞机，后者多用于大型飞机。

　　现代超音速战斗机根据跨音速飞行的阻力特点，首先采用了跨音速面积律，即安装机翼部位的机身截面适当缩小，形成蜂腰机身；

其次它的机头往往做得很尖，或者在头部用空速管作为激波杆，远远地伸出在迎面气流之中。

这也有助于削弱激波的强度，减小波阻；

第三是随着速度的不断增长，飞机机身的“长细比”不断增大，即用细而长的旋转体作机身。

现代超音速飞机机身的长细比已超过10。

所谓长细比即是机身长度与机身剖面的最大直径的比值，这一比值越大，则机身越细越长。

而且随着速度的提高，飞机机身相对于机翼尺寸也越来越大。

　　还有些超音速飞机为了减小阻力，尽量将驾驶舱埋藏于机身外形轮廓线之内。

这样就使得飞机在着陆时座舱视界大大恶化。

为了改善这种情况，就将机头做成活动的，着陆时可以下垂。

例如“协和”号超音速旅客机机头就可下垂17.5度。

　　其机头可有三种状态。

超音速飞行时，机头呈流线形；

亚音速飞行时，档整流罩放下，以扩大驾驶员的视界；

进场和着陆时则全部下垂，驾驶员视界就更扩大了。

　　常用的机身剖面形状有圆、椭圆、方、梯形等，这些形状适用于不同用途及速度范围的飞机。

例如低速飞机可用方形，而具有气密座舱的高亚音速大型客机，则多用圆形或椭圆形。

喷气式战斗机一般采用不规则的形状。

　　随着现代航空技术的进步，新的飞行动力理论的应用，飞机机身的外形也呈现千姿百态，变化多端，如隐身战斗机所使用的机翼和机身融为一体的翼身融合体；

三、起落架

　　大家都知到，任何人造的飞行器都有离地升空的过程，而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外，绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。

对飞机而言，实现这一起飞着陆功能的装置主要就是起落架。

　　起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。

简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。

概括起来，起落架的主要作用有以下四个：

　　*承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；

*承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；

*滑跑与滑行时的制动；

*滑跑与滑行时操纵飞机。

　　在过去，由于飞机的飞行速度低，对飞机气动外形的要求不十分严格，因此飞机的起落架都是固定的，这样对制造来说不需要有很高的技术。

当飞机在空中飞行时，起落架仍然暴露在机身之外。

随着飞机飞行速度的不断提高，飞机很快就跨越了音速的障碍，由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能，阻碍了飞行速度的进一步提高。

　　因此，人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。

然而，有得必有失，这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统，使得飞机的总重增加。

但总的说来是得大于失，因此现代飞机不论是军用飞机还是民用飞机，它们的起落架绝大部分都是可以收放的，只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架（如蜜蜂系列超轻型飞机）。

起落架的布置形式是指飞机起落架支柱（支点）的数目和其相对于飞机重心的布置特点。

目前，飞机上通常采用四种起落架形式：

　　后三点式：

这种起落架有一个尾支柱和两个主起落架。

并且飞机的重心在主起落架之后。

后三点式起落架多用于低速飞机上。

　　前三点式：

这种起落架有一个前支柱和两个主起落架。

并且飞机的重心在主起落架之前。

前三点式起落架目前广泛应用于高速飞机上。

　　自行车式：

这种起落架除了在飞机重心前后各有一个主起落架外，还具有翼下支柱，即在飞机的左、右机翼下各有一个辅助轮。

　　多支柱式：

这种起落架的布置形式与前三点式起落架类似，飞机的重心在主起落架之前，但其有多个主起落架支柱，一般用于大型飞机上。

如美国的波音747旅客机、C-5A（军用运输机（起飞质量均在350吨以上）以及苏联的伊尔86旅客机（起飞质量206吨）。

显然，采用多支柱、多机轮可以减小起落架对跑道的压力，增加起飞着陆的安全性。

　　在这四种布置形式中，前三种是最基本的起落架形式，多支柱式可以看作是前三点式的改进形式。

目前，在现代飞机中应用最为广泛的起落架布置形式就是前三点式。

起落架的结构分类:

构架式起落架

　　构架式起落架的主要特点是：

它通过承力构架将机轮与机翼或机身相连。

承力构架中的杆件及减震支柱都是相互铰接的。

它们只承受轴向力（沿各自的轴线方向）而不承受弯矩。

因此，这种结构的起落架构造简单，质量也较小，在过去的轻型低速飞机上用得很广泛。

但由于难以收放，现代高速飞机基本上不采用。

支柱式起落架

　　支柱式起落架的主要特点是：

减震器与承力支柱合而为一，机轮直接固定在减震器的活塞杆上。

减震支柱上端与机翼的连接形式取决于收放要求。

对收放式起落架，撑杆可兼作收放作动筒。

扭矩通过扭力臂传递，亦可以通过活塞杆与减震支柱的圆筒内壁采用花键连接来传递。

这种形式的起落架构造简单紧凑，易于放收，而且质量较小，是现代飞机上广泛采用的形式之一。

支柱式起落架的缺点是：

活塞杆不但承受轴向力，而且承受弯矩，因而容易磨损及出现卡滞现象，使减震器的密封性能变差，不能采用较大的初压力。