第一章 飞机结构

第一章- 飞机结构摘要：飞机结构是第一章，主要讲述了飞机的机身，机翼，尾翼，起落架，和发动机这几个主要结构部分。

根据美国联邦法规全书(CFR)第14篇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。

飞行员执照的飞行器分类包括飞机(Airplane)，直升机，气球类(lighter-than-air)，动力升力类(powered-lift)，以及滑翔机。

还定义了飞机(Airplane)是由引擎驱动的，比空气重的固定翼飞行器，在飞行中由作用于机翼上的空气动态反作用力支持。

本章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，机翼，尾翼，起落架和发动机。

机身机身包含驾驶舱和/或客舱，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他主要飞机部件的挂载点。

一些飞行器使用开放的桁架结构。

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。

图1-2就是华伦桁架。

华伦桁架结构中有纵梁，斜管子和竖直的管子单元。

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，隔框，防水壁组成。

机结构1.1.概述固定机翼飞机的机体由机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架五个主要部件组成。

直升机的机体由机身、旋翼及其相关的减速器、尾桨（单旋翼直升机才有）和起落架组成。

机体各部件由多种材料组成，并通过铆钉、螺栓、螺钉、焊接或胶接而联接起来。

飞机各部件由不同构件构成。

飞机各构件用来传递载荷或承受应力。

单个构件可承受组合应力。

对某些结构，强度是主要的要求；而另一些结构，其要求则完全不同。

例如，整流罩只承受飞机飞行过程中的局部空气动力，而不作为主要结构受力件。

图1-错误！未指定顺序。

平飞时飞机的受载飞机作不稳定的平飞时，推力与阻力是不相等的。

推力大于阻力，飞机就要加速；反之，则减速。

由于在飞机加速或减速的同时，飞行员减小或增大了飞机的迎角，使升力系数减小或增大，因而升力仍然与飞机重力相等。

平飞中，飞机的升力虽然总是与飞机重力相等，但是，飞行速度不同时，飞机上的局部气动载荷（局部空气动力）是不相同的。

飞机以小速度平飞时，迎角较大，机翼上表面受到吸力，下表面受到压力，这时的局部气动载荷并不很大；而当飞机以大速度平飞时，迎角较小，对双凸型翼型机翼来说，除了前缘要受到很大压力外，上下表面都要受到很大的吸力。

翼型越接近对称形，机翼上下表面的局部气动载荷就越大。

所以，如果机翼蒙皮刚度不足，在高速飞行时，就会被显着地吸起或压下，产生明显的鼓胀或下陷现象，影响飞机的空气动力性能。

1.2.2.飞机在垂直平面内作曲线飞行时的受载情况飞机在垂直平面内作曲线飞行的受载情况如图1-2所示。

这时，作用于飞机的外力仍是飞机的重力、升力、阻力和发动机的推力。

但是，这些外力是不平衡的。

曲线飞行虽是一种受力不平衡的运动状θ)就是飞机图1-错误！未指定顺序。

飞机在水平转弯时的受载1.2.4. 飞机过载在曲线飞行中，作用于飞机上的升力经常不等于飞机的重量。

为了衡量飞机在某一飞行状态下受外载荷的严重程度，引出过载(或称载荷因数)这一概念。

飞机系统课程基本知识0.基本知识点第一章飞机系统的概述1.飞机的组成（1）飞机结构包括机身、机翼（包括襟翼、缝翼、副翼和扰流板）、尾翼，另外飞机还包括起落架、动力装置。

（2）飞机的构造要求包括空气动力要求，强度、刚度要求，工艺要求，使用维护要求及其安全性要求。

2.飞机结构（1）机身主要用于容纳机组人员、乘客、货物和机载设备等。

另外，机身把机翼、尾翼、起落架和发动机等部件连接成一个整体。

（2）机翼机翼是飞机产生升力的主要部件。

通常机翼下方安装有起落架和发动机。

机翼大部分内部空间经密封后用作存放燃油的油箱。

机翼上安装有襟翼、缝翼、副翼和扰流板。

副翼的作用是：是机翼产生滚转力矩，以保证飞机具有横侧操纵性。

副翼通常安装在机翼后缘外侧部分，现代高速飞机上也有安装在机翼后缘内侧的。

襟翼和缝翼两种增升装置，用于改善飞机的低速性能。

在飞机起飞和降落时放出，可以缩短飞机的起降滑跑距离。

扰流板是铰接在机翼表面的板，它只可以上偏。

打开扰流板，可以使机翼的升力减小，阻力增加。

扰流板分为空中和地面扰流板。

[3]尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由水平安定面和升降舵构成，垂直尾翼由垂直安定面和方向舵构成。

水平安定面用于飞机的纵向配平。

升降舵用于飞机的俯仰操纵。

方向舵用于飞机的方向操纵。

[4]起落装置用于起飞、着陆滑跑和滑行、停放时支撑飞机。

[5]动力装置用来产生推力或拉力，使飞机前进。

3. 飞机主要功能系统飞机主要功能系统为操纵系统、自动飞行控制系统、通信系统、导航系统、仪表系统、电气系统、燃油系统、起落架、动力装置等。

飞机系统是指飞机上完成各项功能的系统的总称。

第二章空调系统和增压系统1.座舱环境控制系统组成与功用组成：包括氧气系统、增压座舱和空调系统功能：创造良好的座舱环境2.空调系统的功能和组成保证舱内的温度、湿度和二氧化碳的浓度，保障舒适安全的飞行环境。

空调系统由加热、通风和去湿等部分组成。

3.增压系统增压空气来源,●发动机压气机引气，是主要来源;●在地面和空中的一定条件下从APU引气启动发动机或作为备用气源;●在地面可使用地面气源.4.增压系统为以下系统提供气源空调/增压、机翼和发动机加热防冰、发动机起动、液压油箱增压、水箱增压、全温探头（如安装）5.飞机空调系统包括座舱加温系统和制冷系统等。

飞机结构介绍-课件 (一)飞机结构介绍-课件飞机是一种非常复杂的机器，由许多部分构成。

这些部分一起工作，使飞机能够起飞、飞行和降落。

在本文中，我们将更详细地了解一些飞机的主要结构部分。

1. 机身飞机的机身是整个飞机最大、最重要的部分。

它通常被称为飞机的“躯干”，起着支撑和保护其他部分的作用。

机身由多个部件构成，包括壳体、翼下盖、起落架和液压系统。

2. 机翼机翼是飞机的主要升力部件。

它们带有多个部件，包括翼展、翼面积和翼端。

翼展是机翼的长度。

翼面积是机翼下面的面积。

翼端是支撑翼展的部分。

机翼上还有襟翼和襟缝，襟翼是在机翼前端向下伸出的部件，以增大机翼的升阻比；襟缝则是为了使翼前向下部分的充气率增大，从而增加升力和改善沟通情况。

3. 推进器推进器是发动机推力的部分。

它们可以是螺旋桨或喷气式推进器。

螺旋桨由至少一个旋转的桨叶组成，以产生推力，驱动叶片旋转；喷气式推进器由发动机喷出的高速气流产生推力。

4. 发动机发动机是飞机的重要组装部件。

通常分为往复式发动机，涡轮螺旋桨发动机和涡喷发动机等。

往复式发动机是最常见的发动机，运行方式类似于汽车发动机。

涡轮螺旋桨发动机主要用于支持小型飞机或直升机。

涡喷发动机则主要用于大型民用飞机和军用飞机。

5. 机尾部件机尾部件是飞机的后部。

它包括方向舵、高度舵和俯仰舵。

这些部件可以通过飞行员的操纵杆和脚蹬进行操作，以控制飞机的方向和飞行高度。

6. 起落架起落架是可以伸缩的三角形构架，它可在起飞和降落时支撑整个飞机。

它由前轮和后轮构成，并且可以收起，以减少阻力和空气阻力。

7. 电气系统电气系统是飞机上的电力系统，它提供了飞机所需的电力，以支持各种设备，例如航电系统，通信设备和仪表板。

电气系统由多个部件构成，包括发电机、电池和电线。

总之，飞机的构造非常复杂，由多个部分构成。

这些部分的组合使得飞机飞行、降落和操纵时能够更加可靠和安全。

了解这些飞机部分的功能和组织结构，可以帮助大家更好地理解和欣赏飞机的优美和飞行原理。

飞机尾翼图1.2­48尾翼的组成1 安定面的构造图1.2­49水平安定面结构1—玻璃纤维蜂窝结构；2—升降舵铰链；3—内侧升降舵；4—玻璃纤维蜂窝结构后缘；5—水平安定面中央段；6—蒙皮接合板；7—铰接翼肋；8—固定后缘；9—铝合金梁和翼肋；10—可拆卸板；11—铝蜂窝结构；12—加强条；13—铰链；14—翼肋；15—后梁；16—蒙皮板件；17—前梁；18—作动筒接头；19—开式接近孔；20—可拆卸前缘；21—辅助梁；22—钣金件翼肋；23—水平安定面外侧段2 舵面的构造和连接图1.2­50某型飞机升降舵构造1—翼肋；2—加强片；3—蜂窝夹芯；4—升降舵调整片；5—梁；6—配重；7—带齿加强片；8—接近舱口盖；9—后缘3 舵面与安定面连接1.2.4 飞机结构装配1 机翼与机身连接1) 有中央翼的机翼连接(1) 机翼和机身框各自独立结构的连接。

(2) 中央翼梁与机身对接框为整体结构时的连接。

图1.2­51机翼与机身隔框独立时的连接形式图1.2­52中央翼梁与机身隔框为一整体时的连接形式2) 无中央翼的机翼连接(1) 集中式连接。

图1.2­53集中式连接(a) 铰接接头；(b) 固接接头(2) 分散式对接。

①梳状型材接头围框对接。

图1.2­54梳状型材接头围框对接②多个单接头围框对接。

2 尾翼与机身连接3 起落架连接1) 前起落架连接图1.2­55为某型飞机前起落架与机身连接处机身的结构布置。

它是由相互连接的两个纵梁、梁两端的两个加强框以及加强板组成的。

纵梁由上下冲压缘条、腹板、垂直支柱、斜向型材和垂直型材组成。

纵梁通过型材固定在机身加强隔框上。

纵梁上固定有前起落架支柱和撑杆的固定接头。

图1.2­55前起落架与机身连接2) 主起落架连接主起落架通常安装在机翼靠近翼根的部位。

位于机翼的主起落架是通过其减震支柱上的前/后轴颈、侧撑杆和阻力撑杆与机翼和机身相连接，如图1.2­56所示。

第1章 飞机结构及其特点郭 宇南京航空航天大学 航空宇航制造工程系飞行器制造技术基础2本章内容§1.1飞机结构及组成 §1.2 机翼结构形式 §1.3 机身结构形式 §1.4 尾翼结构形式 §1.5 起落架结构形式 §1.6飞机制造工艺的特点3 §1.1 飞机结构及组成主要由机体、飞机操纵系统、飞机动力装置和机载设备等部分组成，其中机体包括机翼、机身及尾翼等部件，构成飞机的主体结构。

4§1.1 飞机结构及组成5 本章内容§1.1飞机结构及组成 §1.2 机翼结构形式 §1.3 机身结构形式 §1.4 尾翼结构形式 §1.5 起落架结构形式 §1.6飞机制造工艺的特点6机翼是飞机产生升力和滚转操纵力矩的主要部件，同时也是现代飞机存储燃油的地方。

机翼作为飞机的主要气动面，是主要的承受气动载荷部件，其结构高度低，承载大。

§1.2 机翼结构形式7 §1.2 机翼结构形式机翼通常有以下气动布局形式：平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、边条翼、前掠翼、变后掠翼和菱形翼等。

8§1.2.1机翼的基本组成☐机翼重量一般占全机重量的8%－15%，机翼结构重量占机翼重量的30%－50%。

☐机翼一般由机翼主盒、襟翼、扰流片、副翼、前缘襟翼、发动机吊挂等部分组成。

9机翼的基本元件机翼结构属薄壁型结构形式，构造上主要由蒙皮和骨架结构组成。

机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成。

⏹纵向骨架——沿翼展方向安置的构件。

⏹横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。

10（1）机翼蒙皮☐蒙皮的直接功用是保持机翼外形和承载，蒙皮将作用在上面的局部气动力传给结构骨架。

在总体承载时，蒙皮和翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁结构承受翼面扭矩，与长桁一起形成壁板承受翼面弯矩引起的轴力。

涡轮发动机飞机结构与系统第一章：飞机结构1.分布载荷实例：空气动力对机翼的载荷，作用在机体表面的气动载荷2.动载荷实例；飞机着陆时起落架受到的地面撞击力.3.过载;沿纵轴过载n x沿立轴过载n y：对飞机结构影响较大的过载是n y沿横轴过载n z飞行过载n y：作用在飞机上的升力L和飞机重量W之比n y=L/W部件过载：根据作用在飞机重心处升力L和飞行重量W之比得出过载n Y值n x=p x/p o；n y=p y/p o;n z=p z/p on X，n y，n z——-—--起落架的水平垂直侧向载荷系数P x，p y，p z---—-—起落架承受的水平，垂直和侧向载荷P o——-—-——起落架的停机载荷4.飞机结构的承载能力表现在对飞机的使用限制和飞机结构余量两个方面5.（1）飞行包线是以飞机在飞行中的使用限制条件。

可将飞行中可能出现的空速和过载系数的各情况用速度-----过载飞行包线表示出来。

(2)飞行包线是以飞行速度，高度和过载等作为界限的封闭几何图形，用以表示飞机的飞行范围和飞行限制条件。

6.飞机结构承载余量----—-—安全系数和剩余强度数值7.设计载荷与使用载荷之比叫安全系数fF=p设计/p使用(安全系数采用1.5）8.剩余强度系数应该略微大于11。

1.2飞机结构适航性要求和结构分类1.飞机结构的适航性要求：(1）结构的强度，（2)结构的刚度（3）结构的稳定性（4）结构的稳定性2.载荷作用下的5种基本变形:a.拉伸变形b。

压缩变形c。

剪切变形d.扭转变形e。

弯曲变形3.飞机结构基本元件1。

杆件2。

梁元件3。

板件4.飞机结构件：1。

杆系结构2。

平面薄壁结构3.空间薄壁结构飞机结构疲劳设计1.安全寿命设计：是建立在无裂纹的基础上，当结构在疲劳载荷作用下出现客观的可检裂纹时,就到了结构的安全寿命终点了2。

安全寿命设计有如下几点不足之处：1。

不能确保飞机结构的使用安全2。

不能充分发挥飞机结构的使用价值3。