《机身结构》 (2)ppt课件

1、北北京京航航空空航航天天大大学学第五章第五章 机身构造分析与设计机身构造分析与设计5.1 机身的功用与设计要求机身的功用与设计要求一、机身的功用一、机身的功用 机身用途机身用途把机翼、尾翼、起落架等部件衔接在一把机翼、尾翼、起落架等部件衔接在一同，构成一架完好的飞机同，构成一架完好的飞机安顿空勤组人员、旅客，装载燃油、武安顿空勤组人员、旅客，装载燃油、武器、设备和货物等器、设备和货物等根据飞机用途不同，机身中装载和内部布置也不一样根据飞机用途不同，机身中装载和内部布置也不一样见以下图所示见以下图所示机身构造和规划全视图机身构造和规划全视图机身占飞机质量的机身占飞机质量的8%15%。机身构造和规

2、划全视图机身构造和规划全视图机身构造和规划全视图机身构造和规划全视图机身占飞机质量的机身占飞机质量的8%15%。军机开口率达军机开口率达50以上。以上。机身构造和规划全视图机身构造和规划全视图二、机身构造的设计要求二、机身构造的设计要求机身构造机身构造设计要求设计要求必需满足各种装载的特殊需求所提出的众必需满足各种装载的特殊需求所提出的众多的运用要求，并应与机翼、尾翼等衔接多的运用要求，并应与机翼、尾翼等衔接部件的主要受力构件的布置、衔接点位置部件的主要受力构件的布置、衔接点位置进展总体协调，以减轻飞机总分量。进展总体协调，以减轻飞机总分量。在保证机身构造完好性的前提下，构造分在保证机身构造完

3、好性的前提下，构造分量尽能够小。量尽能够小。机身应有足够的开敞性以便于维修。机身应有足够的开敞性以便于维修。有良好的工艺性，消费本钱要低。有良好的工艺性，消费本钱要低。机身根本不产生升力，所以机身气动力要机身根本不产生升力，所以机身气动力要求主要是阻力小。为此机身普通做成细长求主要是阻力小。为此机身普通做成细长的流线体，希望外形光滑，突出物少等。的流线体，希望外形光滑，突出物少等。一、外载特点一、外载特点5.2 机身的外载荷与内力特点机身的外载荷与内力特点机身主要用于装载和衔接各部件，因此其主要外载有机身主要用于装载和衔接各部件，因此其主要外载有其他部件的力：主要指在飞行或起飞、着陆其他部件的

4、力：主要指在飞行或起飞、着陆滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。滑跑中机翼、尾翼或起落架等传来的力。装载力：各装载及机身构造本身都会产生质装载力：各装载及机身构造本身都会产生质量力，其中尤以装载的质量力影响更大。量力，其中尤以装载的质量力影响更大。增压载荷：在机身增压舱部分本身平衡而不增压载荷：在机身增压舱部分本身平衡而不影响机身的总体载荷，是增压舱段的重要设影响机身的总体载荷，是增压舱段的重要设计载荷之一。计载荷之一。空气动力：由于机身根本上为对称流线体，空气动力：由于机身根本上为对称流线体，故机身上除部分地域部分气动载荷较大外，故机身上除部分地域部分气动载荷较大外，分布气动力对机身总体内力

5、根本没有影响。分布气动力对机身总体内力根本没有影响。二、机身总体受力特点二、机身总体受力特点一、机身构造的组成元件及其功用一、机身构造的组成元件及其功用5.3 典型机身构造方式和传力分析典型机身构造方式和传力分析横向元件：框、蒙皮横向元件：框、蒙皮纵向元件：长桁、桁梁纵向元件：长桁、桁梁普通框的作用：普通框的作用：1维持机身的截面外形；维持机身的截面外形；2对蒙皮和长桁对蒙皮和长桁起支持作用。起支持作用。普通框的受载：普通框的受载：1蒙皮传入机身周边的空气动力；蒙皮传入机身周边的空气动力；2机身机身弯曲变形引起的分布压力弯曲变形引起的分布压力 1 1、隔框、隔框 普通框普通框 隔隔 框框 加强

6、框加强框加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为：将装载的质加强框的作用：除上述作用外，其主要功用为：将装载的质量力和其他部件上的载荷经接头传到机身构造上量力和其他部件上的载荷经接头传到机身构造上的集中力加以分散，然后以剪流方式传给蒙皮。的集中力加以分散，然后以剪流方式传给蒙皮。3、蒙皮、蒙皮1构成机身的气动外形，并坚持外表光滑；构成机身的气动外形，并坚持外表光滑；2接受剪力和扭矩，并与长桁一同组成壁板接受两个接受剪力和扭矩，并与长桁一同组成壁板接受两个 平面内弯矩引起的轴力。平面内弯矩引起的轴力。蒙蒙皮皮的的作作用用2、长桁与桁梁、长桁与桁梁1接受机身弯曲时产生的轴力；接受机身弯曲时产生的轴

7、力；2支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力；支持蒙皮，提高蒙皮的受压、受剪失稳临界应力；3接受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。接受部分作用在蒙皮上的气动力，并传给隔框。的作用的作用长桁与桁梁长桁与桁梁长桁与桁梁长桁与桁梁二、机身构造的典型受力方式二、机身构造的典型受力方式1、桁条式机身构造、桁条式机身构造构造特点：构造特点：1长桁较密、较强；长桁较密、较强； 2蒙皮较厚。蒙皮较厚。承力特点：承力特点：1剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承当；剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承当； 2弯曲引起的轴向力将由许多桁条与较厚的蒙皮弯曲引起的轴向力将由许多桁条与较厚的蒙皮组成的壁板接受。组成的壁板

8、接受。 优优 点：点： 1 1弯、扭刚度比桁梁式机身大；弯、扭刚度比桁梁式机身大； 2 2蒙皮较厚，其部分变形小，有利于改善气动性蒙皮较厚，其部分变形小，有利于改善气动性能。能。缺缺 点：点： 蒙皮上不宜大开口。蒙皮上不宜大开口。2、桁梁式机身构造、桁梁式机身构造构造特点：构造特点：1有几根桁梁如四根，桁梁的截面积很大；有几根桁梁如四根，桁梁的截面积很大； 2长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不延续；长桁的数量较少而且较弱，甚至可以不延续； 3蒙皮较薄。蒙皮较薄。承力特点：承力特点：1剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承当；剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承当； 2弯曲引起的轴向力主要由桁梁接受，蒙皮

9、与弯曲引起的轴向力主要由桁梁接受，蒙皮与长桁只接受很小部分的轴力。长桁只接受很小部分的轴力。 优优 点：点： 1 1在机身上布置大开口不会显著降低机身的强在机身上布置大开口不会显著降低机身的强度和刚度；度和刚度； 2 2开口补强引起的分量添加较少。开口补强引起的分量添加较少。3、梁式机身构造、梁式机身构造桁条式、桁梁式和梁式机身统称为半硬壳式机身。桁条式、桁梁式和梁式机身统称为半硬壳式机身。构造特点：机身由蒙皮、隔框和纵向大梁组成。构造特点：机身由蒙皮、隔框和纵向大梁组成。承力特点：承力特点：1剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承当；剪力和扭矩引起的剪流全部由蒙皮承当； 2弯曲引起的轴向力主要由大

10、梁接受，蒙皮不参与弯曲引起的轴向力主要由大梁接受，蒙皮不参与纵向受载。纵向受载。优优 点：点： 1 1可以接受较大的轴向集中载荷；可以接受较大的轴向集中载荷； 2 2在机身上可以布置大开口；在机身上可以布置大开口；缺缺 点：相对桁梁式机身构造而言，分量较大。点：相对桁梁式机身构造而言，分量较大。构造特点：构造特点：1由蒙皮和少数框组成；由蒙皮和少数框组成； 2没有纵向构件；没有纵向构件； 3蒙皮较厚。蒙皮较厚。 承力特点：由厚蒙皮接受机身总体弯、剪、扭引起的全部轴力承力特点：由厚蒙皮接受机身总体弯、剪、扭引起的全部轴力和剪力。和剪力。优优 点：点： 弯、扭刚度大。弯、扭刚度大。缺缺 点：点：

11、1 1机身相对载荷小，因此蒙皮资料利用率低；机身相对载荷小，因此蒙皮资料利用率低； 2 2开口补强增重较大。开口补强增重较大。 所以这种机身型式实践上用得很少。所以这种机身型式实践上用得很少。三种典型机身的差别主要是受弯曲引起的轴向力的构件不同三种典型机身的差别主要是受弯曲引起的轴向力的构件不同4、硬壳式机身构造、硬壳式机身构造三、机身典型构造规划与受力分析三、机身典型构造规划与受力分析1、前机身、前机身构造特点：桁梁式构造构造特点：桁梁式构造受力分析：垂直剪力、程度剪力、弯矩、扭矩受力分析：垂直剪力、程度剪力、弯矩、扭矩2、机身中段、机身中段构造特点：桁梁式构造构造特点：桁梁式构造受力分析：剪力、弯矩、扭矩受力分析：剪力、弯矩、扭矩3、后机身、后机身构造特点：桁梁式构造构造特点：桁梁式构造受力分析：剪力、弯矩、扭矩受力分析：剪力、弯矩、扭矩总总 结结机身的功机身的功用用设计要求设计要求外载特点外载特点机身总体受载特点机身总体受载特点 典型机身方式典型机身方式和受力分析和受力分析构造组成元件及其功用构造组成元件及其功用机身构造的典型受力型式机身构造的典型受力型式机身构造的受力分析机身构造的受力分析机身构造图机身构造图伊尔伊尔-28是前苏联是前苏联伊留申设伊留申设计局研制计