飞机结构与系统(第四章 飞机机身结构).ppt

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1、第四章飞机机身结构本章内容机身结构的设计要求机身外载荷机身结构组成机身典型结构型式机身与其它部件的连接机身开口区结构机身结构设计要求一、机身功用安置空勤组人员、旅客、装载燃油、武器、设备和货物；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。机身结构设计要求二、结构设计要求需满足众多使用要求（最主要）；总体协调性要好，这样有利于飞机减重；保证结构完整性前提下的最小重量要求；合理使用机身的有效容积，保证飞机性能；气动力要求主要是减小阻力；装载多，本身结构复杂，故对开敞性（便于维修）要求更高；良好的工艺性、经济性要求；机身外载荷1.外载类型1）装载加给机身的力装载引起的质量力

2、（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）机身外载荷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机身外载荷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。作用在机身上的不对称载荷M扭=Y·cM扭=P·h水平尾翼不对称载荷垂尾侧向水平载荷机身外载荷1.外载类型3）增压载荷（p255）

3、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机身外载荷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。机身外载荷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。机身外载荷2.机身总体

4、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结构组成机身主要构件：蒙皮纵向骨架:长桁、桁梁横向骨架：隔框机身结构组成机身主要构件：蒙皮纵向骨架:长桁、桁梁横向骨架：隔框机身结构组成隔框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。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。机身大开口两端机身结构组成隔框2）布置歼击机框距：300mm

5、左右；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%。机身结构组成隔框3）构造型式环形刚框腹板框构架式框（很少采用）机身结构组成隔框3）构造型式环形刚框由内、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－小支柱机身结构组成隔框3）构造型式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。机身结构组成隔框3）构造型式腹板框相当于平面板杆结构。加强型材的作用：将

6、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。机身结构组成长桁与桁梁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。长桁多为简单式，桁梁有时采用组合式。桁梁剖面机身结构组成机身蒙皮1）功用：构成机身气动外形，保持表面光滑，承受局部空气动力；承受xoy,xoz两个平面内的剪力和绕x轴扭矩；和长桁一起组成壁板承受两个平面内弯矩引起的轴力；气密增压座舱部位的蒙皮还要承受环向和轴

7、向的张应力。机身结构组成机身蒙皮2）材料及布置：蒙皮材料（p242）一般采用铝合金，如LY12，2024-T4；Ma>3的飞机，受热影响大的区域采用钛合金或不锈钢。蒙皮厚度：载荷、工艺性、经济性要求的综合考虑机身结构组成机身骨架元件与蒙皮之间的连接纵、横构件交叉时，一般弱的让强的；蒙皮可以只与桁条相连，也可以与桁条、隔框都相连。1）普通框、长桁、蒙皮间的连接机身结构组成机身骨架元件与蒙皮之间的连接2）加强框、长桁、蒙皮间的连接机身结构组成地板结构结构组成：