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时间:2011-02-10 15:42来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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)其他部件、装载传来的集中载荷
机翼上连接有其他部件(如起落架、发动机)、副翼、襟翼等各类附翼和布置在机翼内、外的各种装载(如油箱、炸弹)。除了在以翼盒作为整体油箱情况下燃油产生的是分布载荷外,由于这些部件、装载一般都是以有限的连接点与机翼主体结构相连,因此,不论是起落架传来的地面撞击力或副翼等翼面上的气动载荷,以及其上各部件、装载本身的质量力(包括重力和惯性力),都是通过接头,以集中载荷的形式传给机翼。其中有些力的数值可能很大。
*机翼结构的质量力
机翼本身结构的质量力为分布载荷 %,( +%),其大小与分布情况取决于机翼结构质量的大小和分布规律。它的数值比气动载荷要小得多。在工程计算中,它的分布规律可近似认为与弦长成正比。
上述 ),*中提及的各种质量力的大小和方向还与飞机过载系数有关,其方向与升力相反,对机翼有卸载作用。
综上所述,若以载荷形式分,机翼的外载有两种类型。一种是分布载荷,以气动载荷为主,还包括机翼本身结构的质量力,这是机翼的主要载荷形式;另一种是由各接头传来的集中载荷(力或力矩)。
二、机翼的总体受力
机翼的各种外载,总要在机翼、机身连接处,由机身提供支持力来平衡。因此在上述载荷作用下,可把机翼看作是固定在机身上的一个“梁”。当机翼分成两半,与机身在其左右两侧相连时,可把每半个机翼看作支持在机身上的悬臂梁;若左右机翼连成一个整体时,则可把它看作支持在机身上的双支点外伸梁。这两种情况虽然在支持形式上有所不同,但对外翼结构来说,都可以看作悬臂梁。但必须指出,在把机翼
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看作为一个“工程梁”时。它与材料力学课程中介绍的一般工程梁相比,有其特殊性。()机翼高度(厚度)小,但其弦向尺寸(相当于梁,宽)大多与翼展有相同量级(尤其是三角机翼)。而一般工程梁是指高度和宽度均比长度要小得多的单尺度梁,这类梁仅注重沿长度方向分布的载荷。而对于机翼,弦向分布的载荷也很重要。(")一般工程梁支承简单,计算简化也容易。而机翼在机身上的固定形式要复杂得多。此外考虑到结构支承的弹性效应,精确计算中,应认为机身是一弹性支承。
前述各种外载在机翼结构中将引起相应的内力:剪力 、弯矩 和扭矩 %。现
取如图  &’ &所示的机体坐标轴系,则剪力 (和 ),分别表示沿 *轴和 +轴的分
量。外载引起的弯矩分别为 (和 )。此外由于外载合力作用点一般与机翼结构各
剖面的刚心不重合,因而还会引起相对于机翼刚心轴的扭矩 %。这些统称为机翼的
总体受力。因为机翼的升力很大,且作用在机翼刚度最小的方向上;而阻力相对于升
力要小得多,且作用在机翼刚度最大的弦平面内,因此在进行机翼结构受力分析时,
常着重考虑气动载荷沿垂直于弦平面的分量下升力引起的 (、(等。为简便起见略
下标 (,则 , ’ -./"01-2 )34;, ’ .-/ "1-
三、尾翼的外载特点
在全动水平尾翼与舵面上,作用有分布的气动载荷和自身的质量力。安定面上
除作用有这类载荷外,还有舵面悬挂接头传来的集中力。由于舵面与安定面、全动平
尾与机身的连接情况和机翼与机身的连接情况有所不同,因而此时安定面或机身各
自提供的支持力的形式也不同。水平尾翼和垂直尾翼同样可根据其外载和支持力或
操纵力作出剪力、弯矩和扭矩图。
尾翼上的气动载荷以它的作用分,有以下 5类。
6平衡载荷
平衡载荷是用以保证飞机纵向气动力矩平衡时平尾上的载荷。此时水平安定面
上的载荷往往与升降舵的载荷方向相反,所以平尾受有很大扭矩。
"6机动载荷
在不平静气流或机动飞行时偏转升降舵或方向舵产生的附加载荷,这是尾翼的
主要受力情况。
56不对称载荷
对平尾来说由于侧滑或横滚引起的载荷是不对称载荷,它们一般比机动载荷小
得多。但此不对称载荷引起的 +却较大,所以对结构有一定的影响。垂尾除上述横
滚影响外,不对称的发动机推力也会引起垂尾上的不对称载荷。
•7"•

 
需要指出的是,飞机在飞行中的飞行状态经常变化,尾翼上载荷的大小和方向也随着改变;大气中的术稳定气流也会使尾翼的载荷经常发生变化,因而尾翼上的载荷具有重复载荷的性质。
第三节机翼结构的典型元件与典型受力型式
一、机翼结构的典型元件
机翼一般由下述典型元件组成:纵向元件有翼梁、长桁、墙(腹板);横向元件有翼肋(普通肋和加强肋)以及包在纵、横构件组成的骨架外面的蒙皮。
"蒙皮。
蒙皮的直接功用是形成流线形的机翼外表面。为了使机翼的阻力尽量小,蒙皮应力求光滑,为此应提高蒙皮的横向弯曲刚度,以减小它在飞行中的凹、凸变形。从受力看,气动载荷直接作用在蒙皮上,因此蒙皮受有垂直于其表面的局部气动载荷。此外蒙皮还参与机翼的总体受力———它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起,形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭矩;当蒙皮较厚时,它常与长桁一起组成壁板,承受机翼弯矩引起的轴力。壁板有组合式或整体式。某些结构型式(如多腹板式机翼)的蒙皮很厚,可从几毫米到十几毫米,常做成整体壁板形式,此时蒙皮将成为承受弯矩最主要的,甚至是惟一的受力元件。
长桁(也称桁条)
长桁是与蒙皮和翼肋相连的元件。长桁上作用有气动载荷。在现代机翼中它一般都参与机翼的总体受力—
—承受机翼弯矩引起的部分轴向力,是纵向骨架中的重要受力元件之一。除上述承力作用外,长桁和翼肋一起对蒙皮起一定的支持作用。
%翼肋
普通翼肋构造上的功用是维持机翼剖面所需的气动外形。一般它与蒙皮、长桁相连,机翼受气动载荷时,它以自身平面内的刚度向蒙皮、长桁提供垂直方向的支持。同时翼肋又沿周边支持在蒙皮和梁(或墙)的腹板上,在翼肋受载时,由蒙皮、腹板向翼肋提供各自平面内的支承剪流。加强翼肋虽也有上述作用,但其主要是用来承受并传递自身平面内的较大的集中载荷或由于结构不连续(如大开口处)引起的附加载荷。
 
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