第4章 飞行器构造2007925.ppt

第四章 飞行器构造 飞行器构造特点 在满足强度和刚度要求的前提下使重量尽可能地小 飞行器结构满足飞行性能所要求的气动外形和表面质量 飞行器结构要求使用方便，便于检查、维护和修理，使用过程中要安全可靠，易于运输、存储和保管 在一定的生产条件下，飞行器结构要求工艺简单，制造方便，生产周期短、成本低 飞行器结构采用的主要材料 铝镁合金：具有较高的比强度和比刚度，并具有良好的耐腐蚀性和低温性能，价格低廉 合金钢：具有较高的比强度、工艺简单、性能稳定、价格低廉 复合材料：由两种或多种复合而成的多相材料，具有密度低，比强度、比刚度高，抗疲劳性能、减震性能和工艺成型性能好等特点。 飞机构造组成 4.1 机翼 机翼的基本构造元件 机翼的构造形式 4.1.1机翼的基本构造元件 机翼是飞机最主要的部件之一，其主要功用是产生升力。 同时机翼内部可以用来装置油箱和设备等；在机翼上还安装有改善起降性能的增升装置和用于飞机侧向操纵的副翼；很多飞机的起落架和动力装置也固定在机翼上。 翼梁 翼梁是最强有力的纵向构件，承受全部或大部分的弯矩和剪力。翼梁由缘条、腹板和支柱等组成，剖面多为工字型。翼梁固支在机身上。 纵墙 纵墙与梁的区别在于缘条很弱且不与机身相连，也即纵墙与机身铰接。纵樯通常布置在机翼的前缘或后缘，与机翼上下蒙皮相连，形成一封闭的盒段以承受扭矩。  桁条 用铝合金型材或板弯件制成，铆接在蒙皮内表面，支持和加强蒙皮。 翼肋 形成并维持剖面之形状；并将纵向骨架与蒙皮连成一体；把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷给翼梁。 如果是加强翼肋，则还要承受和传递集中载荷。 蒙皮 蒙皮通常用硬铝板材制成，用铆钉或粘接剂固定于纵横向骨架上，形成光滑的表面。空气动力直接作用在蒙皮上。 接头 接头的功用是将载荷从一个构件传递到另一个构件。 4.1.2 机翼的构造形式 机翼的构造形式随着飞机速度的增加而改变。在机翼构造形式的发展过程中，最主要的变化是维形构件和受力构件逐渐合并。 机翼的主要构造形式有： 构架式机翼 梁式机翼 单块式机翼 构架式机翼 构架式机翼主要用于飞机发展的初期，其结构特点是受力件与维形件完全分工。构架式机翼的受力骨架是由翼梁、张线、横支柱（或翼肋）等组成的空间桁架系统；其蒙皮是用亚麻布制成，只起维形作用。 梁式机翼 梁式机翼的特点是布置有强有力的翼梁、较少且较弱的桁条并采用较薄的硬质蒙皮，常用金属铆接结构，为现今飞机所广泛采用。 根据翼梁的数量不同，可以进一步将梁式机翼分为单梁式机翼、双梁式机翼和多梁式机翼。 单块式机翼 单块式机翼的特点是蒙皮较厚，桁条较多也较强，翼梁的缘条很弱，甚至没有翼梁而只有纵墙。 单块式机翼的维形构件和受力构件已经完全合并，亦为现代飞机所广泛采用。 4.2 机身 民用飞机机身的主要功用： 装载乘员和货物 安置各种系统设备 连接机翼和尾翼等构件 有的还固定动力装置和起落架 4.2.1 机身的构造形式 机身的构造形式也是随着飞机速度的增加而改变的，也是维形构件逐渐与受力构件合并。 机身的主要构造形式有： 构架式机身 桁梁式机身 桁条式机身 构架式机身 构架式机身由受力空间桁架系统和不参与总体受力的蒙皮构成。 桁梁式机身 桁梁式薄壁结构机身的受力构件包括桁梁、桁条、隔框（普通框、加强框）、蒙皮和接头。 桁梁式机身的特点是布置有剖面较大的桁梁、桁条较少且较弱、蒙皮较薄。 桁条式机身 桁条式机身的受力构件包括桁条、隔框（普通框、加强框）、蒙皮和接头。其特点是蒙皮较厚，桁条较多也较强。 4.3 尾翼 尾翼的主要功用是保证飞机的纵向和方向的平衡，并使飞机在纵向和方向上具有必要的稳定性和操纵性。 一般，尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼。前者由固定的水平安定面和活动的升降舵组成，后者则由固定的垂直安定面和活动的方向舵组成。 4.3 尾翼 尾翼的构造基本上与机翼的构造相似，也由纵、横向骨架和蒙皮、接头组成。小型飞机的安定面多采用梁式构造，大型飞机的安定面一般都采用多纵墙的单块式构造。 4.4 操纵面 主操纵面 辅助操纵面 4.4.1 主操纵面 操纵面亦称舵面。 通常，飞机具有三个主操纵面，即升降舵、方向舵和副翼。通过操纵这三个主操纵面的偏转，就可以实现对飞机的俯仰、方向和横侧姿态的控制。 4.4.1 主操纵面 主操纵面的构造通常为由梁、肋、蒙皮、接头以及后缘型材组成的无桁条单梁式。 升降舵 通常，升降舵安装在水平安定面的后缘，由驾驶员推、拉驾驶杆／盘进行操纵，以供飞机作俯仰运动之用。 部分高速飞机采用了全动式水平尾翼，目的是为了提高飞机在高速飞行时的操纵效能。 方向舵 方向舵位于垂直安定面的后缘，由驾驶员踩动脚蹬控制，以供飞机作偏航运动之用。