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布置开口，首先必须根据全机布局和使用、维护、修理的要求来考虑。应使重量增加尽量少，这就要使开口区的构件布置及补强措施受力比较有利，为此希望开口的位置尽量处于结构受力较小的部位，开口尽量少，尺寸尽量小，开口的形状引起的应力集中系数尽量小些，最好放在外形比较平直的部位以利于减小补强附加的增重和便于结构的协调，同时补强措施应力求使制造和装配增加的工作量尽量少。总之只有进行综合设计才能得到效率高、较为经济的满意设计，由于开口大小对结构的影响及补强的措施有所不同，以下将按小、中、大开口三种情况分别阐述开口区的结构设计。
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一、小开口结构补强设计
"小开口去掉受剪板时的补强设计
这些情况如在梁、框腹板上开通过孔，或在薄蒙皮上开小检查口等。此时应尽量设计成圆形，以使应力集中系数较低。这类小开口一般在孔边用口框加强令圈。口框可用法兰盘式加强环；也可采用组合式，用环形型材和四周的型材共同形成一个框架。在弯矩最大的四个角上布置斜支撑筋条，以防蒙皮受压屈曲，框架区内的蒙皮也要适当加厚。
"蒙皮同时承受剪应力和正应力时的小开口设计
首先应合理选择开口形状和相对于正应力作用方向的位置。它们的应力集中系数 以长轴沿正应力方向的椭圆最小（约为 "% &"’）；其他依次为圆形（"% &’" (）、矩形（’") &*"*）。其次当有很多小开口时尽量把他们排在同一轴线上，这样便于加强，如运 + (机翼下翼面的检查口盖，或增压舱窗口。在 ,-+(，三叉戟等飞机上采用了长轴垂直的椭圆形窗口；也有的飞机，如波音 + .(.，/-+0等，为便于旅客观景而采用带圆角的矩形（高 1宽），此时在重量上可能需付出一些代价。
当载荷较大时，除在孔边加强外，还在正应力方向于开口两侧布置加强型材。如果正应力（例如增压舱蒙皮上的周向应力 2）垂直于机体结构的受轴力纵向构件—
—长桁，那么必须在 2方向上的开口两侧加上垂直短杆，开口上、下两端的局部蒙皮（阴影部分）也加厚增强，图 +) +3（4）即是综合考虑了受剪和受正应力的补强后，形成了在开口周围井字形布置的和沿四周布置的共八根型材，以及加厚开口上、下、左、右四块蒙皮的补强模式。图 +) +3（ 5）为具体构造形式的一种，是波音 + .(.上采用的窗口锻件。安装时每个锻件连接在一起就构成了上、下两个纵向型材和两侧的垂直型材。从结构、制造和经济观点看，这是一个很好的设计；且当出现裂纹时，可以限制裂纹只在一个窗框内扩展。协和号飞机上则将几个窗口的加强板连成一块整体加强板，然后再安装在带窗口的蒙皮上补强。
必须注意，开口周缘的加强不要超过原来的蒙皮，以免形成“硬点”而将周围载荷引向该处。
二、中开口加强设计
中开口除蒙皮外，一般还切断机体结构中若干根用以承受正应力的长桁。例如旅客登机门就是一个典型情况。此时开口周围应布置井字形排列的纵、横型材（含很强的口框），和外侧的纵、横型材（尽量利用原布置的长桁和框缘条，只需作适当加强）组成一圈围框。为使被切断长桁上的轴力在开口右侧集中（或在左侧重新又分散），开口上、下的两根加强型材应适当外伸出去一段参与段。
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三、大开口区的设计
机身结构上常需布置一些大开口，它们的长度较长，宽度相对于机身直径也较大，从而造成机身结构有较大一段的不连续区。此时的加强方案必须结合具体结构具体分析，才能从几种可行的方案中找到最有效、使结构重量增加最少的设计方案。
"单闭室盒段上有大开口
机身受扭补强方案，首先在开口两端布置加强框，将原来以单闭室盒段受扭时的周缘一圈剪流，通过端框转成一对剪力，以左、右侧壁的剩余部分参差弯曲的形式受扭。前、后机身封闭段结构要有足够刚度，故加强框应该用全腹板框，以防开口段机身有过大的翘曲变形。参差弯曲产生的附加正应力作用在侧壁上，因此开口段内的长桁和开口两侧的加强桁梁均应加强。加强桁梁必须延伸到整个参与段，并随着附加轴力的逐渐变小将桁梁的附加截面积逐步减小到零。
承受垂直面内弯矩时的结构布局，由于下方大开口切断了相当部分的长桁，较大地削弱了其承弯能力，因此必须布置很强的加强桁梁，但承弯的方式没有变（与传递扭矩时不同）。加强桁梁的长度也需要延伸到参与段内。如果可能，该桁梁可做成小的闭剖面薄壁梁，这样可增加一些机身结构刚度。
"双闭室盒段机身上有大开口运输机一般中间有地板将机身分隔成上、下两个闭室。当下部有中央翼通过和布置主起落架舱时，会使下部结构的完整性受到破坏。
传扭补强：两端布置加强框，以便将双闭室盒段受扭转换成单闭室盒段受扭，使剪流重新分布。此时只需适当加强上部闭室的蒙皮、地板。这种补强方案较之用参差弯曲受扭要轻。为了补偿受弯构件的损失，一般在机身下方布置一根很强的龙骨梁，这根龙骨梁最好做成盒形。它不仅可提高整个机身开口段的 值，也提高了机身下部、乃至整个机身的总体刚度，盒式龙骨梁还增加丁一定的扭转刚度，若在应急情况下以机腹迫降时，龙骨梁还可起滑撬的作用，保护机身和机翼结构，提高抗坠毁能力。
%"歼击机前机身大开口加强
歼 &’前机身的上、下均为大开口，上部为驾驶员座舱和设备舱，下部为前起落架舱（均带不受力口盖）。由于上、下都为开口，因此当框的下部受到起落架的侧向力 ()时，只能由座舱地板承受。由 (*引起的机身扭矩只能由进气道的两个内侧壁（其他飞机可能为外侧壁）以参差弯曲形式受扭。由于此段机身采用了适宜于开口的桁梁式机身，桁梁靠近上、下开口两侧，没有被打断，因此传弯通道未受影响。
现代机翼上一般均布置整体油箱，较少有大开口。在低速飞机上为收藏起落架常带有大开口，其设计方案的思路与机身大开口相同。在高速战斗机上为了减少起 •,+•
落架舱在机翼上所占的空间，有时只将支柱收入机翼，轮子则收入机身。因为现代机翼一般为单块式或厚蒙皮多墙式，若这类机翼的下壁板上有大开口，那么为了从壁板受轴力转为由梁缘条受轴力，在开口区除梁缘条应加强外，开口区外的壁板上会有参与区，参与区的蒙皮应适当加强，加强的梁缘条也应外伸一段长度— ——参与段（（ " ）%，%为翼盒宽度）。
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飞机检测与维修实用手册 1(102)
