任務(wù)四 機(jī)翼結(jié)構(gòu)課件講解

機(jī)翼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生升力。當(dāng)它具有上反角時(shí)，可為飛機(jī)提供一定的橫側(cè)穩(wěn)定性。1.4.1機(jī)翼的功用有橫向操縱用的副翼、擾流片等。為了改善機(jī)翼的空氣動(dòng)力效用在機(jī)翼的前、后緣越來越多地裝有各種形式的襟翼、縫翼等增升裝置，以提高飛機(jī)的起降或機(jī)動(dòng)性能。

機(jī)翼上常安裝有起落架、發(fā)動(dòng)機(jī)等其它部件。機(jī)翼的內(nèi)部空間常用來收藏主起落架和貯存燃油.機(jī)翼相對(duì)機(jī)身的垂直位置三種形式：上單翼、中單翼、下單翼翼型選擇下單翼中單翼上單翼從機(jī)翼與機(jī)身的干擾阻力來看，以中單翼為最小，上單翼次之，下單翼最大。從機(jī)身內(nèi)部容積的利用來看，以上單翼為最優(yōu)躍。因?yàn)樯蠁我盹w機(jī)機(jī)翼通過機(jī)身的部分骨架，位于機(jī)身上部，不影響機(jī)身內(nèi)部容積的利用；中單翼的翼梁要橫穿機(jī)身中部，對(duì)機(jī)身內(nèi)容積的利用有一定影響；下單翼飛機(jī)機(jī)身內(nèi)的可用容積較大，但固定在機(jī)身下部的翼梁，會(huì)限制安裝在機(jī)翼下部部件的尺寸。吊裝在下單翼飛機(jī)下部的發(fā)動(dòng)機(jī)可使發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)方便。從起落架的配置來看，如果將起落架裝在機(jī)翼上，上單翼飛機(jī)的起落架較長，這樣不僅重量大，而且不易收放。在這方面，下單翼機(jī)比較有利。此外，上單翼飛機(jī)由于機(jī)翼位置較高，檢修、拆裝機(jī)翼上的發(fā)動(dòng)機(jī)或其它附件，以及向機(jī)翼內(nèi)的油箱加添燃油都不方便，這會(huì)給維護(hù)工作帶來困難。選擇上下位置時(shí)，必須認(rèn)真分析不同布局的特點(diǎn)，結(jié)合飛機(jī)的設(shè)計(jì)要求才能確定。一般來說，輕型飛機(jī)采用下單翼，軍用戰(zhàn)斗機(jī)采用中單翼，軍用運(yùn)輸機(jī)采用上單翼，旅客機(jī)采用下單翼機(jī)翼結(jié)構(gòu)質(zhì)量力是機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量和它在飛行中產(chǎn)生的慣性力的總稱，即機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量和變速運(yùn)動(dòng)慣性力。機(jī)翼在外部載荷作用下，象一根固定在機(jī)身上的懸臂梁一樣，要產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，因此，在這些外載荷作用下，機(jī)翼各截面要承受剪力、彎矩和扭矩。機(jī)翼結(jié)構(gòu)的典型元件蒙皮桁條翼肋翼梁緣條翼梁腹板縱向元件有翼梁、長桁、墻(腹板)橫向元件有翼肋(普通翼肋和加強(qiáng)翼肋)以及包在縱、橫元件組成的骨架外面的蒙皮當(dāng)蒙皮較厚時(shí)，它常與長桁一起組成壁板，承受機(jī)翼彎矩引起的軸力。

蒙皮還參與機(jī)翼的總體受力——它和翼梁或翼墻的腹板組合在一起，形成封閉的盒式薄壁梁承受機(jī)翼的扭矩

一、蒙皮：蒙皮的直接功用是形成流線型的機(jī)翼外表面。

蒙皮受到垂直于其表面的局部氣動(dòng)載荷；蒙皮分為：布質(zhì)蒙皮、金屬鉚接蒙皮、整體蒙皮（壁板式蒙皮）、夾芯蒙皮等布質(zhì)蒙皮:只受空氣動(dòng)力2024/7/15蒙皮:承受局部空氣動(dòng)力，形成和維持機(jī)翼外形，并承受扭矩，有些機(jī)翼蒙皮還承受彎矩。（a）金屬蒙皮（b）整體壁板（蒙皮）二、長桁(也稱桁條)?長桁的主要功用是：?支持蒙皮，防止在空氣動(dòng)力作用下產(chǎn)生過大的局部變形，并與蒙皮一起把空氣動(dòng)力傳到翼肋上去；?提高蒙皮的抗剪和抗壓穩(wěn)定性，使蒙皮能更好地參與承受機(jī)翼的扭矩和彎矩；?長桁還能承受由彎矩引起的部分軸力。蒙皮傳來的力桁條翼肋傳來的力翼肋蒙皮傳來的力桁條翼肋桁條翼肋蒙皮蒙皮傳來的力各種長桁（a）（d）擠壓成型（b）（c）板彎成型2024/7/15長桁:第一是支持蒙皮，防止蒙皮因受局部空氣動(dòng)力而產(chǎn)生變形過大；第二是把蒙皮傳來的氣動(dòng)力傳給翼肋：第三是同蒙皮一起承受由彎矩而產(chǎn)生的拉、壓力。三、翼肋翼肋是機(jī)翼結(jié)構(gòu)的橫向受力構(gòu)件翼肋按其功用可分為普通翼肋和加強(qiáng)翼肋兩種。普通翼肋的功用是：構(gòu)成并保持規(guī)定的翼型；把蒙皮和桁條傳給它的局部空氣動(dòng)力傳遞給翼梁腹板，而把局部空氣動(dòng)力形成的扭矩，通過鉚釘以剪流的形式傳給蒙皮；支持蒙皮、桁條、翼梁腹板，提高它們的穩(wěn)定性等。2024/7/15翼肋:分為普通翼肋和加強(qiáng)翼肋。普通翼肋用來維持翼剖面形狀，將蒙皮上的空氣動(dòng)力傳到其它承力構(gòu)件上去，并支持桁條和蒙皮。加強(qiáng)翼肋除具有普通翼肋的功用外，還作為機(jī)翼結(jié)構(gòu)的局部加強(qiáng)件，承受較大的集中載荷或懸掛部件。腹板式普通翼肋通常都用鋁合金板制成，其彎邊用來同蒙皮和翼梁腹板鉚接。周緣彎邊和與它鉚接在一起的蒙皮，作為翼肋的緣條承受彎矩。翼肋的腹板則承受剪力。這種翼肋的腹板，強(qiáng)度一般都有富裕，為了減輕重量，腹板上往往開有大孔。利用這些大孔還可穿過副翼、襟翼等傳動(dòng)構(gòu)件。為了提高腹板的穩(wěn)定性，開孔處往往還壓成卷邊，有時(shí)腹板上還鉚著加強(qiáng)支柱，或者壓成凹槽。

加強(qiáng)翼肋除具有上述作用外，還要承受和傳遞較大的集中載荷。四、翼梁翼梁由腹板和緣條(也稱凸緣)組成。緣條橫剖面形狀多為“T”型材或角型材。腹板上還鉚接上許多支柱，這些支柱起連接翼肋和提高腹板受剪穩(wěn)定性的作用。緣條和腹板的橫剖面面積，由翼尖向翼根逐漸增大。翼梁的主要功用是承受機(jī)翼的剪力和部分或全部彎矩。腹板式翼梁整體式翼梁桁架式翼梁B—B截面A—A截面C—C截面D—D截面A—A截面B—B截面腹板支柱緣條直支柱斜支柱緣條翼梁:一般由緣條和腹板等組成。主要功用是承受彎矩和剪力。梁的上下緣條承受由彎矩引起的軸向拉、壓內(nèi)力。剪力則主要由腹板承受。五、縱墻(包含腹板)縱墻的緣條比梁緣條弱得多，但大多強(qiáng)于一般長桁，縱墻與機(jī)身的連接為鉸接。有些腹板沒有緣條，有些腹板的緣條與長桁一樣強(qiáng)。墻和腹板一般都不能承受彎矩，但可以與蒙皮組成封閉的盒段來承受機(jī)翼的扭矩。后墻則還有封閉機(jī)翼內(nèi)部容積的作用?？v墻(腹板):相當(dāng)于翼梁，但緣條很弱，甚至沒有緣條。墻一般不能承受彎矩，所以與機(jī)身的連接為鉸接，但縱墻能承受剪力，可和蒙皮組成封閉盒段承受扭矩。1.腹板2.弱緣條2.1.5機(jī)翼結(jié)構(gòu)的典型受力形式機(jī)翼的典型受力形式有：梁式、單塊式、多腹板式或混合式等薄壁結(jié)構(gòu)，此外還有一些厚壁結(jié)構(gòu)(如整體壁板式)的機(jī)翼。梁式機(jī)翼通常有單梁式和雙梁式兩種。它們裝有一根或兩根強(qiáng)有力的翼梁，蒙皮很薄，桁條的數(shù)量不多而且較弱，有些機(jī)翼的桁條還是分段斷開的。梁式機(jī)翼的桁條承受軸向力的能力極小，其主要作用是與蒙皮一起承受局部空氣動(dòng)力，并提高蒙皮的抗剪穩(wěn)定性，使之能夠更好地承受扭矩。這種機(jī)翼蒙皮的抗壓穩(wěn)定性很差，機(jī)翼彎曲時(shí)受壓部分的蒙皮幾乎不能參與受力；而受拉部分的蒙皮，由于截面積很小，分擔(dān)的拉伸力也很小。由此可見，彎矩引起的軸向力主要是由翼梁緣條承受的。所以，這種機(jī)翼叫做梁式機(jī)翼。梁式機(jī)翼的受力特點(diǎn)是：彎曲引起的軸向力主要由翼梁的緣條承受。剪力由翼梁的腹板承受。對(duì)雙梁式機(jī)翼的扭矩可由前后梁腹板與上下蒙皮組成的盒段（合圍框）、前梁腹板與前緣蒙皮組成的盒段承受。梁式機(jī)翼的主要受力構(gòu)件是翼梁，因此，它具有便于開口、與機(jī)身(或機(jī)翼中段)連接較簡便等優(yōu)點(diǎn)。翼肋桁條翼梁蒙皮副翼襟翼單塊式機(jī)翼現(xiàn)代飛機(jī)多采用單塊式機(jī)翼。單塊式機(jī)翼的構(gòu)造特點(diǎn)是：蒙皮較厚；桁條較多而且較強(qiáng)；翼梁的緣條較弱，有時(shí)緣條的橫截面積和桁條差不多。

這種機(jī)翼的蒙皮，不僅具有良好的抗剪穩(wěn)定性，而且有較好的抗壓穩(wěn)定性，因此，它不僅能更好地承受機(jī)翼的扭矩，而且能同桁條一起承受機(jī)翼的大部分彎矩。由于這種機(jī)翼結(jié)構(gòu)，是由蒙皮、桁條和緣條組成一個(gè)整塊構(gòu)件來承受彎矩所引起的軸向力，所以叫做單塊式機(jī)翼。

單塊式機(jī)翼的受力特點(diǎn)是：彎曲引起的軸向力由蒙皮、桁條和緣條組成的整體壁板承受。剪力由翼梁腹板承受。扭矩由蒙皮與翼梁腹板形成的閉室承受。單塊式機(jī)翼的優(yōu)點(diǎn)是：①通較好地保持翼型。②抗彎、扭剛度較大。③受力構(gòu)件分散。缺點(diǎn)是：①不便于開大艙口。②不便于承受集中載荷。③接頭聯(lián)接復(fù)雜。說明單塊式機(jī)翼蒙皮在機(jī)翼受力、傳力中的作用？121、形成機(jī)翼的氣動(dòng)外形，承受機(jī)翼表面的氣動(dòng)載荷；2、與翼梁腹板或墻腹板組成閉室，受剪傳遞扭矩；3、與長桁、梁緣條組成壁板，受拉壓傳遞彎矩。

機(jī)翼型式蒙皮桁條翼梁梁式機(jī)翼薄弱，少，有時(shí)斷開強(qiáng)，承受剪力和彎矩單塊式厚多，強(qiáng)較弱，承受剪力，小部分彎矩梁式、單塊式機(jī)翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)翼型式剪力彎矩扭矩梁式機(jī)翼翼梁腹板翼梁緣條蒙皮與翼梁腹板的盒段單塊式翼梁腹板翼梁緣條、桁條、蒙皮組成壁板蒙皮與翼梁腹板的合段梁式、單塊式機(jī)翼的受力特點(diǎn)

多腹板式(或?yàn)槎嗔菏?：這類機(jī)翼布置了較多的縱墻(一般多余5個(gè))；蒙皮較厚(可從幾mm到十幾mm)；無長桁；有少肋、多肋兩種。但由于受集中力的需要，每側(cè)機(jī)翼上至少要布置3～5個(gè)加強(qiáng)翼肋.機(jī)翼的平面形狀分為：直機(jī)翼、后掠翼、三角翼、小展弦比直機(jī)翼四種直機(jī)翼主要用于低速飛機(jī)上。后掠翼主要用于高亞音速和超音速飛機(jī)上。國外還有變后掠機(jī)翼的飛機(jī)，后掠角可在20°～70°之間變化，以適應(yīng)飛機(jī)低空低速、高空高速、低空高速的性能變化要求。三角翼和小展弦比直機(jī)翼用于超音速飛機(jī)上不同類型的平面形狀的機(jī)翼。機(jī)翼結(jié)構(gòu)橫剖面的內(nèi)力有哪些？飛機(jī)在負(fù)過載下，機(jī)翼的哪些部位受拉，哪些部位受壓？

機(jī)翼結(jié)構(gòu)橫剖面的內(nèi)力有：剪力、彎矩和扭矩。飛機(jī)在負(fù)過載下，機(jī)翼的上表面受拉，下表面受壓。

翼面典型結(jié)構(gòu)傳力分析要點(diǎn)1．典型元件的受力功用 （1）蒙皮 （2）翼肋 （3）翼梁和墻 （4）長桁2.各典型型式受力特點(diǎn)的比較 （1）單純的梁式機(jī)翼，薄蒙皮和弱長桁均不參加機(jī)翼總體彎矩的傳遞，只有的緣條承受彎矩引起時(shí)軸力。 （2）在單塊式，多墻式機(jī)翼中，蒙皮、長桁，乃至主要是蒙皮發(fā)展成為主要的承彎構(gòu)件，機(jī)翼結(jié)構(gòu)一般說材料利用率較高 （3）在承受總體力中的剪力和扭矩時(shí)，幾種形式中各元件的作用基本相同。翼梁腹板桁條蒙皮空氣動(dòng)力剪力蒙皮彎矩扭矩翼肋翼梁緣條整體壁板機(jī)身機(jī)翼結(jié)構(gòu)中力的傳遞機(jī)翼小結(jié)飛行中，機(jī)翼的外部載荷有空氣動(dòng)力、結(jié)構(gòu)質(zhì)量力和部件質(zhì)量力。在外部載荷作用下，機(jī)翼各截面要承受剪力、彎矩和扭矩。飛行速度的提高是促使機(jī)翼結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)的主要原因。金屬蒙皮機(jī)翼結(jié)構(gòu)有梁式（單梁、雙梁）和單塊式兩類。為了綜合利用兩類結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)點(diǎn)，并且盡量避免它們的缺點(diǎn)，目前有些飛機(jī)的機(jī)