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航空知识--飞机结构

根据美国联邦法规全书14款第一部分的

定义和缩写，飞行器(Aircraft)是一种用于或

者可用于飞行的设备。根据飞行员认证的飞行

器分类有飞机（airplane），直升机

（rotorcraft），气球类（lighter-than-air），

动力升力类（powered-lift），以及滑翔机

（glider）。还定义了飞机是由发动机驱动的，

比空气重的固定翼飞行器，在飞行中由作用于

机翼上的动态空气反作用力支持。以下简单介

绍飞机和它的主要组成部分。

主要组成部分

尽管飞机可以设计用于很多不同的目的，

大多数还是有相同的主要结构。它的总体特性

大部分由最初的设计目标确定。大部分飞机

结构包含机身(fuselage)，机翼(wings)，尾

翼(empennage)，起落架(landinggear)和动

力装置(powerplant)。

机身

机身包含驾驶舱(cockpit)和/或客舱

(cabin)，其中有供乘客使用的坐位和飞机的

控制装置。另外，机身可能也提供货舱和其它

主要飞机部件的挂载点。一些飞行器使用开放

的桁架结构(trussstructure)。桁架型机身用

钢或者铝质管子构造。通过把这些管子焊接成

一系列三角形来获得强度和刚性，成为桁架结

构。下图就是华伦桁架(TheWarrentruss)。

华伦桁架结构中有纵梁(longeron)，斜管

子(diagonalwebmember)和竖直的管子

(verticalwebmember)单元。为降低重量，

小飞机一般使用铝合金管子，可能是用螺钉

或者铆钉通过连接件铆成一个整体。

随着技术进步，飞行器设计人员开始把桁

架单元弄成流线型的飞机以改进性能。在最初

使用布料织物来实现的，最终让位于轻金属比

如铝。在某些情况下，外壳可以支持所有或者

一主要部分的飞行载荷。大多数现代飞机使用

称为单体横造或者半单体构造的加强型外壳结

构。

单体横造设计使用加强的外壳来支持几乎

全部的载荷。这种结构非常结识，但是表面不

能有凹痕或者变形。这种特性可以很容易的通

过一个铝的饮料罐来演示。你可以对饮料罐的

两头施加相当的力量管子不受什么损坏。然

而，如果罐壁上只有一点凹痕，那么这个罐子

就很容易的被扭曲变形。实际的单体造型结构

主要由外壳(蒙皮skin)，隔框(former)，防水

壁(bulkhead)组成。隔框和防水壁形成机身

的外形。如图。

由于没有支柱，外壳必须足够的坚固以保

持机身的刚性。这样，单体造型结构有一个重

要的问题，在保持重量在允许的范围内同时要

维持足够的力量。由于单体设计的限制，今天

的大多数飞机使用半单体造型结构。

半单体造型结构使用飞机外壳可以贴上去

的亚结构，亚结构由隔框和不同尺寸的隔壁以

及桁条(stringer)组成，通过来自机身的弯曲

应力来加固加强的外壳。机身的主要部分也包

括机翼挂载点(wingattachmentpoint)和防

火隔板(firewall)。

在单发动机飞机上，发动机一般附加在机

身的前端。在发动