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仍然要设计承力结构。
一桁架式结构
早期一些小型直升机使用桁架式结构。尽管这种结构强度重量比较高，但制造
花费也很高，桁架式机身骨架由铝合金制成，并且用实心杆件或管材做成撑杆，通
过焊接和铆钉或螺栓连接成为整体。为了减小机身阻力，在桁架式结构外面固定有
整形用的隔框、桁条和蒙皮。这种结构很难保证尺寸紧密配合，且由于蒙皮不参与
受力，其抗弯性和抗扭刚度较差，内部空间不能得到充分利用。其最大优点是外场
修理方便，只要不是严重性损坏和需要结构校准对中的，外场都可以修理。
桁架式结构支撑所有转动部件、传动系统和发动机驱动轴。它与其他部件的连
接点均设在整体框架的节点上，节点上装有传递集中力的对接接头。
桁架式结构分成两种：一种是普拉特式（或叫N 型），另一种是瓦轮式（称为
W 型），两种结构形式都是围绕着大梁来搭建结构，而大梁是承载扭曲和弯曲的主
要部件。
1、普拉特式〈PRATT〉
机身大梁由横向和垂直钢管连接，通过对角连接件加强，钢管承受拉伸载荷。
如图5-14 所示
2、瓦轮式〈WARRZN〉
这种类型主要依靠对角件来承受拉伸和压缩载荷。如图5-15 所示：
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图5-14 PRATT 结构图5-15 WARRAN 式结构
3、构架式修理
构架式结构出现损坏，如裂纹、划伤、压痕、腐蚀和弯曲等，可将损坏的部分
除掉，并平整地过渡到周围材料，所去掉的深度要符合修理手册的标准。损伤材料
去除后，可以使用专用设备对损伤深度进行测量。
修理方法通常为焊接补丁或在内部与外部搭接加强。对于高应力的部件，在焊接修
理后，需做无损探伤检测。
图5-16 打补丁图5-17 套管修理
4、弯曲极限
为了测量一个结构件比如管状撑杆的弯曲程度，可以使用直角量器和塞尺。如
果结构件没有突出的安装点，直尺可平放在沿结构件长度的方向上， 用塞尺测量最
大间隙处数值，再计算结果。
注意：除非修理手册中另有规定，通常可接受的最大弯曲度为1：600。
如果测量有突出物的结构件，用带3 个指针的测量器来跨过突出物，3 个指针
长度要一样，将测量器放在对接构件上，通过测量中间指针距结构件的间隙，除以
测量器的长度，得出结构件的弯曲度。
二承力蒙皮结构
大多数现代直升机的机身设计都是承力蒙皮理念。承力蒙皮通常很薄，主要用
损伤
加强补丁
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于承受剪应力和拉伸方向的应力，而与蒙皮所连接的机身框架承受压缩载荷。
机身是直升机的主要结构，主要用于支持和固定发动机、主减速器、旋翼、尾
桨和起落架装置等部件，也可为装载货物、承载旅客、安装操作机构、附件及其设
备提供空间。机身同时又是直接承受空气动力的部件，构成直升机的气动外形。另
外机身还具有承载和传力的作用，飞行中的各种载荷通过连接接头以集中载荷的形
式作用在机身上，并通过机身结构把这些力和力矩分散传递到各个部位，最终使机
身各个部位上的力和力矩均获得平衡。
与蒙皮相连的机身内部构件包括大梁、隔框、桁条、长桁等，通过铆钉、螺栓、
螺钉及焊接或胶接连接起来，形成一个整体结构。
蒙皮铆接或胶接到结构上形成一个完整单元，其厚度随在直升机上位置的不同
而变化。
1、硬壳式结构
硬壳式机身指没有内部结构，现代航空器几乎不采用这种结构，其最大问题是
既要保持结构的强度又要使重量保持在允许的限制内。
2、半硬壳式结构
半硬壳式结构的优点很多，它不仅仅只依靠少数部件来保持结构强度和刚性。
机身构件主要由纵向构件、横向构件和蒙皮组成，使设计和制造流线型机身更方便。
同时结构的强度和刚性得到加强，这意味着半硬壳式结构因它的应力蒙皮结构，可
以承受更加大的损伤并保持其形状不变。
图5-18 半硬壳式结构
三基本构件
1、隔框
横向的结构件通常被称为隔框，其中承受集中载荷、同时也是其它部件安装点
处的叫加强隔框，有较强的缘条和腹板，在集中载荷作用处还有较强的接头，主要
安装在如减速器、发动机、安定面的安装点。普通隔框通常是很轻的构件，用于保
持机身形状，提高纵向构件的抗失稳能力，承受蒙皮传来的气动载荷。
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2、梁
属于纵向构件，剖面尺寸较大，有较强缘条和腹板，两端对接处还装有较强的
对接接头。主要承受和传递弯曲载荷和轴向载荷，提高蒙皮承载能力。梁是机身内
最强的纵向部件，可以从前端贯穿到后端。短梁也可以用于机身开口处。
3、桁条
桁条也是纵向元件，但小于且轻于长梁。，桁条可以贯通整个机身长度。它们
穿过隔框的开口，其主要作用是保持蒙皮的强度和形状。桁条通过铝合金挤压成形
或铝板卷曲成形的。
图5-19 桁条
4、承力蒙皮
金属蒙皮铆接到长梁、桁条、隔框和其它结构件。承力蒙皮可以承受大多数载
荷，其厚度随载荷大小和位置而变化。
5、加强件
在某些需要的地方，如门、货舱、窗户等开口周围，需要增加一层额外蒙皮来
提供额外强度。加强件可能与原来的构件厚度不一致。如果应力很大，可以使用多
层加强蒙皮以阶梯形叠加，以防出现过大的应力集中。
6、地板结构
直升机的地板承受商载，铝合金地板梁在隔框处沿机身横向与隔框连接，地板
安装在梁上。地板采用蜂窝式结构，上面有固定座椅的滑轨。
7、减重孔
在内部结构上，可以见到一些开孔，孔边卷起。这些开孔是为了加强刚度，减
轻重量，同时也利于导线、操纵杆、管路等结构件的穿过。
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图5-20 减重孔
8、对接框
机身对接处的隔框必须是加强隔框，螺栓用于将两边对接框连接起来。这样设计
便于运输时分解和组装，也利于厂家设计加长版来延长机身。
图5-21 对接框
减重孔边缘翘
起，加强刚度
桁条
加强框
隔框
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图5-22 典型的直升机机身结构框架
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直升机全方位讲述1(52)
