图 % &’ &(-在增压载荷作用下,机身截面形状与结构内力的关系())圆截面机身;椭圆截面机身;,双圆截面机身
(.)(*)(+)
/舱门与窗口
旅客机的舱门一般设计成介于“受力口盖”和“非受力口盖”之间。由增压载荷引起的周向张应力可由舱门承受;但由于要求舱门能迅速打开,机身结构上的其他载荷、内力由舱门周围的加强结构,包括门框来承受。
三、战斗机增压座舱的设计特点
战斗机驾驶员增压座舱一般空间小、形状复杂,尤其是两侧为进气道的飞机,座舱形状更为复杂。增压舱的侧壁可能受到由座舱自里向外的正压差作用,也可能因进气道内空气压力的影响受到由外向里的负压差的作用。
这类增压座舱由活动舱盖,左、右曲面侧壁,前、后平面腹板端框以及下部地板组成。舱盖上增压载荷的合力通过可随时打开的锁钩,以集中力的形式传到边框上。这部分结构的受力此处不作讨论。
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增压舱的侧壁由蒙皮、周向布置的加强筋和桁梁组成。当座舱侧壁受负压差时,侧壁的受力状态相当于把进气道看作一个受内压的容器,所以侧壁是以蒙皮内的张力平衡负压力的。蒙皮的周向张力传给上、下桁梁。桁梁两端固定在前、后机身上,所以桁梁相当于受分布载荷的双支点梁。作用在单位宽度蒙皮上的周向拉力为
" 式中%—
—侧壁的曲率半径。
当座舱受正压差时(图 &’ ()( *)),蒙皮把压力传给加强筋。加强筋上的压力以集中力 +的形式传给上、下桁梁,桁梁承弯。加强筋的受力则类似于拱,其单位长度上的压力为
,-" •.式中%.—
—加强筋间距。
第四节%机身与其他部件以及发动机的连接设计
机身结构把机翼、尾翼、起落架,有时还有发动机,通过各种连接接头连成一个整体。这些连接设计,其中尤其是机翼一机身连接设计是飞机结构设计中最重要的设计环节之一。这一方面固然是由于这些连接的重要性;同时还因为在机翼一机身对接区这些部件的对接构件可能与其他多个构件还有连接关系,受载情况复杂,有多重传力路线,不易得到正确的分析结果,且构件的连接部位和连接元件(如大模锻件接头、耳片接头、连接螺栓等等)往往对疲劳开裂敏感。因此,设计时要做到受力合理;制造、装配的工艺性好;易进行检测、维护;修理更换方便;除保证强度外,关键件的损伤容限和耐久性设计还应达到用户提出的损伤容限和耐久性的具体指标;同时应使结构重量尽量轻,具有最好的经济性。为此,在设计过程中必须充分运用综合设计体制,与设计的各有关方面随时进行充分协商,以获得最满意的设计。
连接设计的内容包括以下内容:接头的布置位置(一般在结构布局时已确定)、接头的构造形式、工艺成形方法、接头的配合间隙与容差等。各种设计方案必须经过准确、充分的强度计算,对关键件要做损伤容限、耐久性分析比较,以及必要的可靠性分析,最后完成有关的试验。
一、机翼一机身的对接设计
)’机翼一机身的对接型式
如图 / 0& 0/所示,机翼—机身的对接可分为有机翼通过机身和左右机翼连于机身两侧两种型式。机翼通过时又可分为整个中央翼翼盒通过或只有几根翼梁通过两种。
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图 " "有中央翼贯通与无中央翼贯通的对接(%)上单翼;下单翼;,中单翼
(&)(’)(())—机翼; —翼、身对接框; *—锻件; +—贯通部分当机翼为单块式时,让中央翼翼盒贯通机身才符合经济原则。此时若机翼为上单翼或下单翼布置时(运输机通常采用的机翼位置),与机身部位安排的矛盾不大,可以让翼盒通过。战斗机一般采用中单翼布局,由于机身内部空间紧张,通常不可能让中央翼通过,此时只能在机身两侧用几个集中接头与之连接,但应尽量将翼梁(或其缘条)穿过机身,或作为框的一部分通过。根据机翼与机身连接框的多少,可分为双框式与多框式。有中央翼通过的运输
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