第1章飛機結構特點

1、授課人：楊天賀一、本課程的性質、內容和任務 本課程是介紹飛機結構修理的一門主要的專主要的專業(yè)技術課程。業(yè)技術課程。 本課程的主要任務是介紹飛機的主要結構及飛機的主要結構及其受力特點、飛機結構的損傷及其檢測、飛機結其受力特點、飛機結構的損傷及其檢測、飛機結構修理準則構修理準則, ,飛機部件故障診斷的方法與流程飛機部件故障診斷的方法與流程，使學生對飛機結構修理的理論知識有一定的了解。使學生對飛機結構修理的理論知識有一定的了解。 平時成績和一篇關于機務維修的平時成績和一篇關于機務維修的20002000字論文字論文占占30%30%。6 6月月1010號提交。期末卷面占號提交。期末卷面占70%70%。二

2、、飛機結構的含義 結構結構通常由幾個到幾千個零件組合在一起構成。組成結構的各零件相互之間沒有相對的運動。 飛機結構飛機結構是指飛機能夠承受和傳遞載荷的受力結構，它包含機身、機翼、尾翼、起落架、發(fā)動機短艙和機械操縱系統(tǒng)等受力結構。 像機身、機翼這樣的大結構，可稱為部件結部件結構構。 機身沿機身縱向或者機翼沿翼展方向可分成幾個大段，這樣的一大段結構通常稱為組件結構組件結構。 零件零件為不需要做裝配的基本單元； 構件構件則由很少幾個零件裝配而成。 零件和構件也常統(tǒng)稱為零構件零構件。 零構件在飛機結構中作為有一定功用的基本單元時，也常稱為元件元件。 飛機上只用以維持外形或僅供裝飾用的元件不應包括在結構

3、內。 另外，若按材料來分，飛機結構還可分為金屬結構和復合材料結構兩大類。本書所討論的是飛機的金屬結構。三、飛機結構修理工作的類型 計劃性的修理工作 例行的、 常規(guī)的工作。 飛機結構 修理工作 臨時性的修理工作飛機受到意外 損傷時進行。四、飛機結構修理的基本要求 修理飛機結構時應滿足下列基本要求： 1恢復原結構的強度、剛度和抗疲勞性能； 2恢復原結構的空氣動力性能； 3恢復原結構的防腐性能； 4盡可能少地增加重量； 5修理時間短、費用低。五、飛機結構修理的基本程序 第一步是檢查損傷處，確定損傷的程度和類型； 第二步是根據(jù)損傷的程度、類型及其位置，同時依據(jù)相應的飛機結構修理手冊，確定修理工藝以及編

4、制修理工藝卡； 第三步按修理工藝卡實施修理，使之達到規(guī)定的要求。六、我國民航飛機結構修理工作現(xiàn)狀、地位及前景 飛機結構修理工作主要是在有能力進行C檢或C檢以上的大型民航飛機維修廠（基地）進行。 中小型民航飛機維修廠（站）只作一些少量的、簡單的飛機結構修理工作。 民航飛機結構修理工作的主要內容是對民航飛機各類損傷的鈑金結構件和復合材料構件進行修理使之恢復原有的功能并符合適航要求。它主要包括對機身、機翼和尾翼的結構件（如梁、桁條、隔框、蒙皮等）、各類艙門和燃油箱等的修理。六、我國民航飛機結構修理工作現(xiàn)狀、地位及前景 在進行飛機結構修理工作時，一般需對構件進行拆卸、檢查、清潔、除腐等工作。 如發(fā)現(xiàn)構

5、件由于腐蝕、磨損、碰傷等損傷超出允許范圍，修理工作就按飛機結構修理手冊（即SRM）規(guī)定的工藝進行。 如果修理范圍超出SRM規(guī)定的范圍，則該修理方案（工藝）需報飛機生產廠家和適航當局批準后才可實施。 在進行飛機結構修理工作時，還常常需無損探傷、機加工、熱處理和表面處理等其他工種配合。六、我國民航飛機結構修理工作現(xiàn)狀、地位及前景 民航飛機結構修理工作在飛機維修工作中占有很重要的地位。一般來說，飛機結構鈑金修理約占飛機總修理工時的2030；復合材料修理約占飛機總修理工時的35。 飛機結構修理人員主要集中在各航空公司的飛機維修基地（航空維修廠）和大型的飛機維修工程公司。 目前，與世界先進、發(fā)達的國家相

6、比，我國的民航事業(yè)仍處于發(fā)展階段，而且民航事業(yè)將有著很大的發(fā)展空間。 首先，隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，民航飛機將會越來越多，飛機增多則意味著飛機結構的修理工作量也將會隨之增多； 其次，伴隨著我國現(xiàn)有民航飛機機齡的增長，民航飛機結構修理工作也將會隨之大大增加； 再者，隨著先進復合材料在民航飛機上應用的增多，其新的修理工藝不斷涌現(xiàn)，使復合材料的修理工作量也不斷增加。 還有一個重要因素，就是國內民航飛機維修力量不斷地提高和增強使原來不能修理的飛機結構修理項目或者原來需送國外修理的飛機結構修理項目變得可由自己修理了。11 飛機結構形式 一、飛機的組成（見圖一、飛機的組成（見圖1 1） 飛機結構：飛機結構：

7、機體：機體：機身（裝載） 機翼（產生升力） 尾翼（使飛機具有操縱性與穩(wěn)定性） 起落架（起落架（起飛、著陸、滑跑） 發(fā)動機（發(fā)動機（產生推力） 操縱系統(tǒng)（保證操縱性與穩(wěn)定性）操縱系統(tǒng)（保證操縱性與穩(wěn)定性） 機載設備（保證飛機可靠控制與飛行安全）等機載設備（保證飛機可靠控制與飛行安全）等圖1 飛機的組成二、機身總體布局二、機身總體布局 機身一般由兩段或多段構成。圖2為B737 飛機的總布局圖，它的機身分為四個生產段(或稱制造段)。 第41段包括雷達整流罩、駕駛艙、前登機和前勤務門、前起落架輪艙和電氣/ 電子設備艙。 第43段包括前部客艙、前貨艙。在前貨艙右 側有一個貨艙門。 第46段包括客艙的中央

8、和后面部分以及后貨艙。它有兩個機翼上方應急出口艙門、后登機門和后勤務門。這一段的后端點是后密封隔框。 第48段包括輔助動力裝置和水平安定面構架。 圖2 B737 飛機的總布局圖機翼上的主要操縱面機翼上的主要操縱面1為翼尖小翼2為低速副翼3為高速副翼4為襟翼滑軌整流罩5為前緣襟翼克魯格襟翼6為前緣縫翼7為內側襟翼8為外側襟翼9為擾流板10為擾流板減速板布置副翼、擾流片等進行橫向操縱；布置副翼、擾流片等進行橫向操縱； 布置襟翼、縫翼增升裝置改善飛機布置襟翼、縫翼增升裝置改善飛機起降性能。起降性能。一、機翼的功用一、機翼的功用 1產生升力； 2當機翼具有上反角時，可為飛機提供一定的橫側安定性； 3安

9、裝或吊掛部件； 4貯放燃油。1.1.1機翼的結構及受力特點二、機翼的典型結構二、機翼的典型結構構件：構件： 蒙皮蒙皮縱向骨架縱向骨架： 翼梁（緣條、腹板）翼梁（緣條、腹板） 縱檣縱檣 桁條桁條橫向骨架橫向骨架： 翼肋（普通肋翼肋（普通肋、 加強肋）加強肋）三、機翼的結構型式三、機翼的結構型式有布質蒙皮機翼和金屬蒙皮機翼(一)單層蒙皮結構機翼 單梁式 1.梁式機翼 雙梁式 2.單塊式 (二)夾層蒙皮結構機翼和整體結構機翼(一) 單層蒙皮結構機翼 1梁式機翼 梁式機翼由翼梁、輔助翼梁（縱墻）、桁條、翼肋和蒙皮等組成。 單梁式機翼裝有一根強有力的翼梁；單梁式機翼單梁式機翼少梁強梁薄蒙皮少桁弱桁（梁緣

10、條剖面桁剖面） 梁通常位于翼剖面高度最大處梁通常位于翼剖面高度最大處通常還有通常還有1 1、2 2根縱檣根縱檣根部接頭很強根部接頭很強 雙梁式機翼雙梁式機翼少梁強梁薄蒙皮少桁弱桁（梁緣條剖面桁剖面） 構造特點構造特點： （1）裝有一根或兩根強有力的翼梁； （2）蒙皮很??； （3）桁條的數(shù)量不多而且較弱，有的桁條還是分段斷開的； （4）便于在機翼上開口，方便檢查； （5）與機身(或機翼中段)連接比較簡便； （6）生存力較差，不適于作整體油箱不適于作整體油箱。 受力特點受力特點： （1）桁條承受軸向力的能力極??； （2）蒙皮幾乎不能參與受力； （3）彎矩引起的軸向力主要由翼梁緣條承受。 A單梁式機

11、翼 特點： （1）裝有一根強有力的翼梁和一根或兩根強度很弱的縱墻； （2）翼梁裝在翼型最大厚度處，翼梁充分利用了機翼的結構高度； （3）機翼內部容積不容易得到較好的利用； （4）結構重量較輕。lB雙梁式機翼 l 特點： （1）裝有兩根強有力的翼梁l （2）機翼內部容積容易得到較好的利用；l （3）比單梁式重。 2單塊式機翼 單塊式機翼的構造如下圖所示。 單塊式機翼是由蒙皮、桁條和緣條組成一個整塊構件來承受彎矩所引起的軸向力的，所以叫做單塊式機翼。 弱梁（檣）、較厚蒙皮、多桁強弱梁（檣）、較厚蒙皮、多桁強桁桁（梁緣條剖面或略桁剖面） 單塊式機翼優(yōu)點單塊式機翼優(yōu)點：（1）機翼的蒙皮有良好的抗剪穩(wěn)定

12、性和較好的抗壓穩(wěn)定性，所以能較好的保持翼型；（2）機翼的蒙皮能更好地承受機翼的扭矩，而且能同桁條一起承受機翼的大部分彎矩，所以抗彎、扭剛度較大；（3）受力構件分散缺點缺點：（1）不便于開大艙口（2）接頭連接復雜（3）不便于承受集中載荷。 目前許多飛機的機翼，采用梁式和單塊式復合的結構。即在靠近翼根而要開艙口的部分為梁式結構，其余都分為單塊式結構。 (二)夾層結構和整體結構機翼 這兩種新型的機翼結構，在較大的局部空氣動力作用下，仍能精確地保持翼型，在翼型較薄的條件下，可以得到必要的強度和剛度。此外，超音速飛行時，機翼結構的強度和剛度受空氣動力熱的影響也較小。因此，它們在現(xiàn)代跨音速和超音速飛機上，

13、已經(jīng)得到廣泛的應用。 1夾層結構機翼 夾層結構機翼,如下圖所示。構造特點構造特點：兩層蒙皮：兩層蒙皮/面板（硬鋁合金）、中間芯層（由鋁箔組成的面板（硬鋁合金）、中間芯層（由鋁箔組成的蜂窩結構；鋁箔厚度一般為蜂窩結構；鋁箔厚度一般為0.0250.05毫米）毫米） 特點： （1）采用了夾層壁板來做蒙皮和其他構件。（夾層壁板由內外兩層薄金屬板和夾芯層組成。） （2）能夠承受較大的局部空氣動力而不致發(fā)生鼓脹、下陷現(xiàn)象； （3）能夠在大速度飛行時很好地保持外形； （4）結構重量較輕； （5）這種機翼結構可以只用少數(shù)翼肋而不用桁條。機翼表面的鉚縫大量減少。鉚縫少，既能改善機翼的空氣動力性能，又能減少由鉚釘

14、孔引起的應力集中現(xiàn)象。此外，鉚釘孔少還提高了蒙皮的氣密性。對整體油箱有對整體油箱有利利 不易漏油、簡化密封措施不易漏油、簡化密封措施 缺點： （1） 很難在夾層壁板上開艙口； （2） 不便于承受大的集中載荷； （3） 損壞后不容易修補； （4） 各部分連接比較復雜。 宜采用宜采用部位：部位：機翼尾翼舵面后緣、機頭雷達罩等機翼尾翼舵面后緣、機頭雷達罩等全高度蜂窩夾層結構全高度蜂窩夾層結構（主要按剛度設計且本身結構高度小的舵面（主要按剛度設計且本身結構高度小的舵面、調整片等操縱面、翼尖）、調整片等操縱面、翼尖）不宜采用不宜采用：對于高度很小的機翼，若內部用作油箱，夾層占去了對于高度很小的機翼，若內

15、部用作油箱，夾層占去了油箱容積（整體壁板適合）油箱容積（整體壁板適合） 夾層壁板的受力，如下圖所示。2整體結構機翼 整體結構機翼是由整體壁板、縱墻和翼肋組成，如下圖所示。 整體板件就是把蒙皮、桁條和緣條等構件，合并成一塊整體的板件。它是用銑切、擠壓、模鍛、化學銑切(腐蝕)等方法制成的。構造特點構造特點：整塊鋁合金或鎂合金板材制：整塊鋁合金或鎂合金板材制造造 、蒙皮桁條緣條的、蒙皮桁條緣條的合并體合并體 整體壁板蒙皮是一種有效的重量輕、強度高的結構。整體壁板蒙皮是一種有效的重量輕、強度高的結構。 整體壁板蒙皮的整體壁板蒙皮的優(yōu)點優(yōu)點： a a在結構上便于按等強度分布材料在結構上便于按等強度分布材

16、料（使壁板沿展向（使壁板沿展向獲得最佳變厚度分布）獲得最佳變厚度分布）； b b結構的總體和局部剛度好；結構的總體和局部剛度好； c c機翼表面更加光滑；機翼表面更加光滑； d d減少了連接件數(shù)量和重量；減少了連接件數(shù)量和重量； e e便于密封，便于密封，對整體油箱有利對整體油箱有利。缺點缺點: :在裝配時，可能會產生殘余應力，易引起應力腐蝕，并在裝配時，可能會產生殘余應力，易引起應力腐蝕，并對裂紋擴展比較敏感。對裂紋擴展比較敏感。適用：適用：超音速薄翼飛機、機翼結構整體油箱區(qū)超音速薄翼飛機、機翼結構整體油箱區(qū)四、機翼各構件的構造四、機翼各構件的構造 (一)翼梁 在各種型式的機翼結構中，翼梁的

17、主要功用都是承受機翼的彎矩和剪力。 翼梁由梁的腹板和緣條(或稱凸緣)組成，見下圖 。 腹板式翼梁翼梁主要有 整體式翼梁 桁架式翼梁(現(xiàn)代飛機的機翼，一般都采用腹板式金屬翼梁) 1腹板式翼梁 翼梁由緣條和腹板鉚接而成。 緣條用硬鋁或合金鋼的厚壁型材制成，截面形狀多為“T”或“L”形。 腹板用硬鋁板制成。薄壁腹板上往往還鉚接了許多硬鋁支柱，以增強其抗剪穩(wěn)定性和連接翼肋。 為了合理地利用材料和減輕機翼的結構重量，緣條和腹板的截面積，一般都是沿翼展方向改變的，即翼根部分的截面積較大，翼尖部分的截面積較小。 腹板式翼梁的優(yōu)點: (1) 能夠較好地利用機翼的結構高度來減輕重量； (2) 生存力較強； (3

18、) 制造較方便。 2整體式翼梁 整體式翼梁是一種用高強度合金鋼鍛制成的腹板式翼梁。 它的優(yōu)點是:剛度較大，截面尺寸可以更好地做得符合等強度要求。 高強度合金鋼高強度合金鋼剛度大剛度大加工成型難加工成型難 3桁架式翼梁 在翼型較厚的低速重型飛機上，常采用桁架式翼梁。這種翼梁由上下緣條和許多直支柱、斜支柱連接而成。翼梁承受剪力時，緣條之間的支柱承受拉力或壓力。緣條和支柱，有的采用硬鋁管或鋼管制成，有的則用厚壁開口型材制成。 (二)桁條 1功用： （1）支持蒙皮，防止產生過大的局部變形； （2）與蒙皮一起把空氣動力傳給翼肋； （3）提高蒙皮的抗剪和抗壓穩(wěn)定性，使它能更好地承受機翼的扭矩和彎矩； （4

19、）與蒙皮一起承受由彎矩引起的軸向力。2種類（1）梁式機翼的桁條，一般都用0.51毫米厚的薄鋁板制成。 它有開口和閉口兩種(如下圖a)。 開口截面桁條的穩(wěn)定性很差，而且不能參與承受機翼的彎矩。 閉口截面的桁條，穩(wěn)定性較好，可以參與承受一些機翼的彎矩。但是這種桁條與蒙皮鉚接時，具有兩道鉚縫，對于保持機翼表面光滑不利。 （2）單塊式機翼的桁條，是用硬鋁擠壓而成的 (圖(b)，它的壁厚可達5毫米以上，穩(wěn)定性很好。在機翼結構中用得最多的是帶圓頭加強邊的桁條。圓頭加強邊可以增大桁條的抗彎剛度，提高其總的穩(wěn)定性(桁條不易壓彎)，還可以對桁條壁起支持作用，提高桁條的局部穩(wěn)定性(桁條壁不易曲皺)。(三)翼肋 翼

20、肋按其功能分為普通翼肋和加強翼肋兩種。 1普通翼肋（占機翼重量的（占機翼重量的8%12%8%12%） 普通翼肋的功能是： （1）維持機翼的翼型，即機翼的剖面形狀； （2）支持蒙皮、桁條和梁腹板，提高它們的穩(wěn)定性； （3） 承受氣動載荷（把蒙皮和桁條傳給它的局部空氣動力傳給梁腹板，而把局部空氣動力形成的扭矩，通過鉚釘以剪流的形式傳給蒙皮和梁腹板。）2加強翼肋 加強翼肋除具有上述作用外，還要承受和傳遞較大的集中載荷。（機翼同其它部件連接的固定接頭處、作為（機翼同其它部件連接的固定接頭處、作為開口處加強件、開口處加強件、懸掛部件處懸掛部件處） 腹板式翼肋的構造型式有 構架式 （下圖） 整體式 圍框式

21、 為了便于和翼梁腹板連接，它們常被分為前、中、后三段(下圖(a)。 為了減輕重量，一般在腹板上開有許多減輕孔。加強翼肋的腹板較厚，有時還采用雙層腹板，或者在腹板上用支柱加強(下圖(b)。孔？孔？彎邊？彎邊？凹槽？凹槽？分段？分段？翼肋分成上下兩部分？翼肋分成上下兩部分？翼肋的選用： 相對載荷大，采用構架式； 相對載荷小，采用腹板式。 普通肋較多采用腹板式。 加強肋承受較大的載荷，當翼型較厚時，采用構架式，如圖(c)所示。這種翼肋由緣條、直支柱和斜支柱組成。(四)縱墻 (包含腹板) 縱墻的緣條比梁緣條弱得多，但大多強于一般長桁，縱墻與機身的連接為鉸接。腹板或沒有緣條，或緣條與長桁一樣強。墻和腹板

22、一般都不能承受彎矩，但與蒙皮組成封閉盒段以承受扭矩。后墻則還有封閉機翼內部容積的作用。 縱墻縱墻緣條弱或無（不宜承彎）緣條弱或無（不宜承彎）功用同梁的腹板類似（承剪、承扭）功用同梁的腹板類似（承剪、承扭） (五)蒙皮 作用作用: (1) 承受局部空氣動力和形成機翼外形的; (2) 承受機翼的扭矩和彎矩。 材料：材料： 現(xiàn)代飛機的機翼，通常都采用硬鋁蒙皮。 蒙皮厚度的確定蒙皮厚度的確定 蒙皮厚度隨機翼的結構型式和它在機翼上的部位而確定。 機翼前緣承受的局部空氣動力較大，而翼根部位承受的扭矩和彎矩通常較大，所以一般機翼的前緣和其根部位的蒙皮最厚，后緣和翼尖部位，蒙皮較薄。機翼下表面蒙皮通常采用抗疲

23、勞性能較好的機翼下表面蒙皮通常采用抗疲勞性能較好的20242024鋁合金；鋁合金；上表面蒙皮主要承受交變壓應力，則常采用強度上表面蒙皮主要承受交變壓應力，則常采用強度高的高的70757075鋁合金。鋁合金。機翼的少數(shù)部位的蒙皮也有采用復合材料蜂窩夾機翼的少數(shù)部位的蒙皮也有采用復合材料蜂窩夾芯結構。芯結構。周緣接頭周緣接頭機翼接頭機翼接頭叉式接頭叉式接頭構件在載荷作用下的變形構件在載荷作用下的變形 變形變形: :構件在載荷作用下，其尺寸和形狀都會有不同程度的改變，這種尺寸和形狀的改變。 彈性變形彈性變形: :構件在載荷作用下所產生的變形，當載荷去掉后即能消失。 永久變形永久變形: :構件在載荷作

24、用下所產生的變形，當載荷去掉后，不能消失的變形(或塑性變形)。 基本變形形式基本變形形式: 拉伸、壓縮、剪切、扭轉和彎曲五種。 復合變形復合變形:兩種或兩種以上的基本變形的組合。飛機承受的主要應力飛機承受的主要應力所有飛機都承受著以下五種主要應力：(1) 拉伸應力拉伸應力 抵抗試圖拉斷物體之力的應力。例，發(fā)動機牽引飛機向前，而空氣阻力試圖向后拉住它。結果產生拉伸，它力圖將飛機拉長。(2) 壓縮應力壓縮應力 抵抗壓力的應力。它是力圖縮短或壓縮飛機部件的應力。(3) 剪切應力剪切應力抵抗力圖引起材料的某一層與相鄰一層相對錯動之力的應力。例，兩塊受拉伸的鉚接板材使鉚釘承受剪切力。一般說來，飛機零件，

25、特別是螺釘、螺栓和鉚釘，一般都承受剪切力。(4) 扭矩扭矩產生扭轉變形的應力產生扭轉變形的應力 。 當發(fā)動機牽引飛機向前時，它還試圖使飛機向一側轉動，而另一些飛機部件使飛機保持原航向, 這樣，便引起了扭轉。 薄壁結構承受扭矩時, 其橫截面上要產生扭轉剪應力。扭轉剪應力是沿著薄壁中線的切線方向作用的; 同時, 由于結構的壁很薄,可以認為剪應力沿壁的厚度方向是均勻分布的。 (5)(5)彎曲應力彎曲應力壓縮應力和拉伸應力的組合。壓縮應力和拉伸應力的組合。1.1.2 尾翼的結構和受力分析尾翼的結構和受力分析一、尾翼的組成、功用及配置方式一、尾翼的組成、功用及配置方式 組成 水平安定面 水平尾翼水平尾翼

26、 升降舵 尾翼尾翼 組成組成 垂直安定面 垂直尾翼垂直尾翼 方向舵 1、對尾翼的主要要求、對尾翼的主要要求： 保證飛機平衡和具有必要的安定性及操縱性; 強度、剛度足夠而重量輕; 尾翼載荷對機身的扭矩應盡可能小。 2、功用、功用 使飛機能保持俯仰和方向平衡，并使飛機具有俯仰和方向安定性、操縱性。 3、配置方式、配置方式 尾翼在飛機上的配置方式有多種。它們是根據(jù)空氣動力性能和結構受力等方面的要求確定的。 最普通的配置方式是將水平尾翼和垂直尾翼分別安排最普通的配置方式是將水平尾翼和垂直尾翼分別安排在機身尾部，在機身尾部，如圖所示。 1和7為水平安定面2和4為方向舵3為垂直安定面5為內升降舵6為外升降

27、舵8為安定面中心部分9為背鰭（整流罩） 二、尾翼的構造二、尾翼的構造(一)安定面的構造 安定面的構造與機翼基本相同安定面的構造與機翼基本相同。 輕型飛機輕型飛機的安定面一般都做成梁式結構一般都做成梁式結構; 大型飛機大型飛機的安定面大多做成多縱墻的單塊式結構。大多做成多縱墻的單塊式結構。 整體式 采用有堅固中央翼肋 的結構型式 水平安定面 可分離式采用有堅固側邊翼肋 的結構型式 與機身做成一體垂直安定面 可拆卸的十字形配置的尾翼，垂直安定面通常做成上下兩部分，并由梁上的接頭連接起來。垂直尾翼結構垂直尾翼結構單塊式單塊式雙雙/多梁、壁板、多肋多梁、壁板、多肋 (二)舵面的構造與連接 舵面的構造與

28、副翼基本相同舵面的構造與副翼基本相同，一般都采用沒有一般都采用沒有桁條的單梁式結構桁條的單梁式結構。 方向舵與垂直安定面的連接接頭通常多于兩個。當垂直尾翼被水平尾翼分隔為上下兩部分時，上下兩個方向舵的轉軸是用萬向接頭連接的。 低速飛機上，左右升降舵的轉軸大多是成一直線的。因此，往往將它做成一個整體，并用幾個接頭與水平安定面相連，中間的接頭通常與操縱臂做成一體。 后掠水平尾翼升降舵的轉軸不成一直線，所以左右升降舵只能各自用兩個以上的接頭連接在水平安定面上。左右升降舵的轉軸，有的用萬向接頭連接，有的則分別與操縱機構的兩根轉動桿相連。 (三)全動尾翼的結構型式 全動尾翼只靠一根轉軸與機身相連。全動尾

29、翼只靠一根轉軸與機身相連。 轉軸式轉軸與機身的連接方式 定軸式 (1)將轉軸與尾翼做成一體,安裝在機身上的軸承內,叫做轉軸式；(2)將軸與機身上的加強隔框固定在一起，尾翼安裝在固定軸上，并可繞著固定軸轉動，稱為定軸式。 目前廣泛使用的是轉軸式全動尾翼。轉軸式和定軸式全動平尾示意圖轉軸式和定軸式全動平尾示意圖 (a)轉軸式轉軸式(b)定軸式定軸式軸固定在平尾上軸固定在平尾上軸固定在機身上軸固定在機身上 轉軸式轉軸式優(yōu)點：優(yōu)點：缺點：缺點： 轉軸式全動平尾轉軸式全動平尾1轉軸轉軸2操縱點操縱點3加強肋加強肋4加強板加強板5前梁前梁6后梁后梁7加強蒙皮加強蒙皮 定軸式全動平尾定軸式全動平尾 單梁式全

30、動尾翼的構造和結構中力的傳遞，與單梁式全動尾翼的構造和結構中力的傳遞，與單梁式機翼基本相同單梁式機翼基本相同。 剪力和彎矩是由主梁直接傳給轉軸的。剪力和彎矩是由主梁直接傳給轉軸的。 扭矩經(jīng)合圍框傳遞到加強翼肋和側邊翼肋后，扭矩經(jīng)合圍框傳遞到加強翼肋和側邊翼肋后，要以這兩個翼肋受彎的形式傳給轉軸。要以這兩個翼肋受彎的形式傳給轉軸。 復合式全動尾翼，其外側部分的結構為單復合式全動尾翼，其外側部分的結構為單塊式塊式，翼根部分的結構有加強翼肋翼根部分的結構有加強翼肋ab、ac、bc以及加強蒙皮和加強板等以及加強蒙皮和加強板等，其轉軸是與加強構件牢固地連接的則是由分散受力轉為集中受力的過渡型式。 在這種

31、結構中，外側部分的載荷是通過加外側部分的載荷是通過加強構件以集中載荷的強構件以集中載荷的形式傳給的。 彎矩則通過加強蒙皮和加強板傳給轉軸；彎矩則通過加強蒙皮和加強板傳給轉軸； 扭矩由蒙皮以合圍剪流的形式傳給加強翼肋扭矩由蒙皮以合圍剪流的形式傳給加強翼肋bc，再通過由加強翼肋，再通過由加強翼肋ab、ac及加強板組成的及加強板組成的盒形結構傳給轉軸。盒形結構傳給轉軸。 在飛行M數(shù)較大(M 2)的飛機上，全動尾翼的結構高度很小。為了保證尾翼結構具有足夠的為了保證尾翼結構具有足夠的剛度，多采用蜂窩夾層結構或整體結構。剛度，多采用蜂窩夾層結構或整體結構。 梯形或三角形的轉軸式全動尾翼采用整體結構時，往往

32、根據(jù)它的受力特點將整體壁板上的加強條做成輻射形的。這樣不但便于將載荷集中到轉軸上，而且還能增加尾翼的剛度。 全動尾翼的一個重要受力特點全動尾翼的一個重要受力特點是，轉軸根部要傳是，轉軸根部要傳遞全部載荷，它在軸承處承受的剪力、彎矩和扭矩都最遞全部載荷，它在軸承處承受的剪力、彎矩和扭矩都最大。大。 在維護工作中在維護工作中 必須對轉軸的這個部位和連接件加強檢查必須對轉軸的這個部位和連接件加強檢查。 必須經(jīng)常保持軸承潤滑良好，間隙符合規(guī)定數(shù)值。必須經(jīng)常保持軸承潤滑良好，間隙符合規(guī)定數(shù)值。 三、尾翼結構中力的傳遞 空氣動力在安定面上的傳遞分析與機翼相同；而在舵面上的傳遞分析與副翼相同。 值得注意的是

33、：飛行中，飛機的飛行狀態(tài)是經(jīng)常變化的，因而尾翼上載荷的大小和方向經(jīng)常隨著改變，大氣中的不穩(wěn)定氣流也會使尾翼的載荷經(jīng)常發(fā)生變化。因此，尾翼上的載荷具有重復載荷的性質。 構件承受重復載荷時，容易因疲勞而提前損壞，尤其是鉚釘孔和構件截面積急劇變化的地方，由于應力集中的影響，更容易發(fā)生疲勞損壞。在維護工作中，對尾翼的這些部位應特別注意檢查。 1 1.1.3.1.3 機身結構機身結構 機身結構的功用機身結構的功用: :（1 1）固定機翼、尾翼、起落架等部件，使之連）固定機翼、尾翼、起落架等部件，使之連成一個整體；成一個整體；（2 2）裝載人員、貨物和燃油）裝載人員、貨物和燃油; ;（3 3）安裝操縱機構

34、，附件及其它設備提供空間：）安裝操縱機構，附件及其它設備提供空間：（4 4）安裝發(fā)動機。）安裝發(fā)動機。 現(xiàn)代飛機的機身結構由大梁、長桁、隔框以及蒙皮組合現(xiàn)代飛機的機身結構由大梁、長桁、隔框以及蒙皮組合而成。而成。 普通框（維持機身的截面形狀）普通框（維持機身的截面形狀）隔框隔框 加強框（將裝載的質量力和其他部件上的載荷經(jīng)接頭加強框（將裝載的質量力和其他部件上的載荷經(jīng)接頭 傳到機身結構上的集中力加以擴散，然后以傳到機身結構上的集中力加以擴散，然后以 剪流的形式傳給蒙皮）剪流的形式傳給蒙皮） 長桁和大梁長桁和大梁的作用是承受機身彎曲時產生的軸力，支持蒙皮的作用是承受機身彎曲時產生的軸力，支持蒙皮以

35、及承受部分作用在蒙皮上的氣動力并傳給隔框。以及承受部分作用在蒙皮上的氣動力并傳給隔框。蒙皮蒙皮的作用是構成機身的氣動外形，保持表面光滑。的作用是構成機身的氣動外形，保持表面光滑。一、機身的結構形式機身的結構形式 構架式機身結構的型式 硬殼式機身 薄殼式 半 硬 殼 式機身 桁梁式機身半硬殼式機身 桁條式機身 (一)構架式機身 ( Truss Fuselage construction ) 1.組成 構架式機身骨架通常用鋼管焊接而成. 2. 2. 構架式機身的受力構架式機身的受力 機身的剪力、彎矩和扭矩全部由構架承受機身的剪力、彎矩和扭矩全部由構架承受。 彎矩引起的軸向力，由構架中的四根緣條承彎

36、矩引起的軸向力，由構架中的四根緣條承受受； 垂直方向的剪力由構架兩側的支柱和斜支柱垂直方向的剪力由構架兩側的支柱和斜支柱承受承受； 水平方向的剪力由上、下平面內的支柱、斜水平方向的剪力由上、下平面內的支柱、斜支柱承受；支柱承受； 扭矩由四個平面構架組成的立體構架承受扭矩由四個平面構架組成的立體構架承受。3. 3. 構架式機身的特點構架式機身的特點 優(yōu)點優(yōu)點: 結構簡單、便于制造。 缺點缺點: （1）構架式機身的抗扭剛度差； （2）空氣動力性能不好 （3）機身內部容積不易得到充分利用。 雖然構架式機身存在著上述缺點，然而對于小型低速飛機來說，這些缺點并不顯著。因此，目前還有一些小型低速飛機和不少

37、直升機的機身仍然采用構架式機身。 (二)薄殼式機身 ( Stressed Skin structure 承力蒙皮結構) 薄殼式機身薄殼式機身 將蒙皮與隔框、大梁、桁條牢固地鉚接起來，成為一個受力的整體，通常稱為薄殼薄殼式機身式機身。 (薄殼式機身結構受力時，相當于一根閉口截面的薄壁梁，所以也叫做梁式機身梁式機身。)優(yōu)點優(yōu)點: （1）隔框、桁條和蒙皮既起整形作用，又能參加結構受力； （2）材料的利用比較合理，重量輕； （在設計載荷相同的情況下，它比構架式機身輕。） （3）抗扭剛度較大； （4）機身內部容積可得到較充分的利用。受力情況：受力情況： 大梁和桁條用來承受彎矩引起的軸向力；大梁和桁條用來承受彎矩引起的軸向力； 蒙皮要承受全部剪力和扭矩以及承受部分軸蒙皮要承受全部剪力和扭矩以及承受部分軸向力；向力； 隔框用來保持機身的外形和承受局部空氣動隔框用來保持機身的外形和承受局部空氣動力，還要承受各部件傳來的集中載荷，并將這些力，還要承受各部件傳來的集中載荷，并將這些載荷分散地傳給蒙皮。載荷分散地傳給蒙皮。 1