"长桁与桁梁
长桁作为机身结构的纵向构件，在桁条式机身中主要用以承受机身弯曲时产生的轴力。另外长桁对蒙皮有支持作用，它提高了蒙皮的受压、受剪失稳临界应力；其次它承受部分作用在蒙皮上的气动力并传给隔框，与机翼的长桁相似。桁梁的作用与长桁相似，只是截面积比长桁大。
"蒙皮
机身蒙皮在构造上的功用是构成机身的气动外形，并保持表面光滑，所以它承受的载荷为局部空气动力。且蒙皮在机身总体受载中起很重要的作用，它承受 %&，%’两个平面内的剪力 (&、(’（绕 轴）同时和长桁等一起组成壁板承受两个平面
和扭矩 )*；内弯矩引起的轴力，只是随构造型式的不同，机身承弯时它的作用大小不同。
二、机身结构的典型受力型式
+"桁梁式（见图 + ,-,+（.））
图 + ,-,+/机身结构典型受力形式（0）桁条式 /（.）桁梁式 /（1）硬壳式 +—长桁 /—桁梁 /—蒙皮 /2—隔框
它的结构特点是有几根（如四根）桁梁，桁梁的截面积较大。在这类机身结构上长桁的数量较少而且较弱，甚至长桁可以不连续；蒙皮较薄。这种结构的机身，弯曲引起的轴向力主要由桁梁承受，蒙皮和长桁只承受很小部分的轴力。剪力则全部由蒙皮承受。从它的受力特点可以看出，在桁梁之间布置大开口，不会显著降低机身的抗弯强度和刚度。虽然因大开口会减小结构的抗剪强度与刚度而必须补强，但相对桁条式和硬壳式来说，同样的开口，桁梁式补强引起的重量增加较少。
"桁条式（见图 + ,-,+（0））
这种型式机身的特点是长桁较密、较强；蒙皮较厚。此时弯曲引起的轴向力将由许
•++•
多桁条与较厚的蒙皮组成的壁板来承受；剪力仍全部由蒙皮承受。从其受力特点可以看出，蒙皮上不宜开大口。但与桁梁式相比，它的弯、扭刚度（尤其是扭转刚度）比桁梁式大。由于蒙皮较厚，在空气动力作用下，蒙皮的局部变形也小，有利于改善性能。
桁条式和桁梁式，统称为半硬壳式。现代飞机绝大部分采用半硬壳式结构。而且由于桁条式的优点，只要没有很大的开口，机身多数采用桁条式结构。
"硬壳式（见图 % （&））
硬壳式机身结构是由蒙皮与少数隔框组成。其特点是没有纵向构件，蒙皮厚。由厚蒙皮承受由机身总体弯、剪、扭载荷形成的全部轴力和剪力。隔框用于维持机身截面形状、支持蒙皮和承受、扩散框平面内的集中力。因为蒙皮厚、局部刚度大，所以隔框数量少。这种型式由于材料都布置在结构最大高度上，在其他条件相同的情况下，有较大的弯曲、扭转刚度。但实际上这种型式在机身上用得很少，其根本原因是因为机身的相对载荷较小，而且机身不可避免要有大开口，因而蒙皮材料的利用率不高，开口补强增重较大。所以只在直径较小的机身上和机身结构中某些气动载荷较大、要求蒙皮局部刚度较大的部位如头部、机头罩、尾锥等处有采用。
三、机身结构的受力分析
机身结构的受力分析与机翼类似，只是根据机身的特点，重点是讨论集中力或力矩的传递。本节将以作用在机身后段上的一个垂直集中力 ’(
（例如由平尾安定面接头传来）来分析对不同的结构受力型式，载荷是如何传给机身结构的，又是如何在机身结构中传递的。
图 % )*桁条式机身在框平面内受 ’(力时的传力分析
（+）支反剪流分布图（ ,）蒙皮和长桁的平衡（ &）’力向机身段传递时弯矩引起的轴向力在长桁上的分布
•-•
图 " "表示桁条式机身的一个加强隔框，它和水平尾翼某接头相连接。该强隔框受到由接头传来的 %&力。该框受到 %&力后，要有向上移动的趋势，对此桁条起不了直接的限制作用，而由蒙皮通过沿框缘的连接铆钉给隔框以支反剪流 ’。’的分布与机身的受力型式，更明确地说，是和该框平面处机身壳体上受正应力面积的分布有关。对桁条式机身，假设只有桁条承受正应力，而蒙皮只受剪切时（蒙皮受正应力能力可折算到桁条上），剪流沿周缘按阶梯形分布（见图 " "）。若蒙皮也受正应力，则在两桁条间的剪流值将不是等值，而成曲线分布。又因为蒙皮与桁条连接，蒙皮因剪流 ’受剪时将由桁条提供轴向支反剪流平衡，也即蒙皮上的剪流 ’将在桁条上产生拉、压的轴向力，如图 " "（ (）所示。由图 " "（ )）可知蒙皮 *的剪流比蒙皮 上的剪流小，所以使蒙皮 ，间的桁条受压。同理蒙皮 、，之间的桁条则受拉。最后可得：%&力在机身结构中传递时，沿某一剖面上各长桁上的轴力分布如图 " "（+）所示。图 " "（ (），（ +）表示一个空间薄壁梁在受到一个集中力后，梁内的剪力及由弯矩引起的轴向力的分布。
由上面的分析可知，作用在框平面内的集中力：由加强框承受该集中载荷；"框将集中力扩散，以剪流形式传给蒙皮；剪流在蒙皮中向机身中段（此处是向前）传递时，其剪切内力 ,通过蒙皮连续向前传递，而弯曲内力 -则通过桁条的轴向拉、压力向前传递，距 ./0框愈远（ 1向），该轴力将越大，沿工向近似为直线分布。,和 -即属机身的总体内力。
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：飞机检测与维修实用手册 1(40)
