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46涡轮发动机飞机结构与系统 ,
图1.2 -11单块式机翼
厚,桁条多而且较强。蒙皮和桁条组成了机
翼上、下很强的壁板,一起承担总体弯矩。
单块式机翼的优点是蒙皮厚,局部刚度
和扭转刚度较大,受力构件分散,生存力较
强,适用于高速飞机。其缺点是机翼上不便
于开口,机翼和机身连接接头比较复杂。
(3)复合结构机翼
为了充分利用梁式机翼和单块式机翼的
优点,尽量避免它们的缺点,目前,许多飞
机的机翼采用梁式和单块式复合的结构。即
在靠近翼根而要开舱口的部分采用梁式结
构,其余部分采用单块式结构。在复合式结
构内,单块式部分的受力是分散的,梁式部
分的受力是集中的。为了把单块式部分各构件分散承受的力集中起来传递到梁式部分的翼梁
上去,在单块式结构过渡到梁式结构的部位,通常都装有一些加强构件(例如加强内蒙皮
等),把两部分的受力构件很好地连接起来。
4.机翼传力分析
机翼以承受气动载荷为主,这里只分析气动载荷的传递过程。
气动载荷首先作用在蒙皮上,并通过蒙皮和桁条传递给翼肋。翼肋又以剪力形式将其传
给与之相连的大梁腹板和与之相连的周圈蒙皮。机翼大梁腹板在翼肋传来的剪力作用下,承
受剪切,由翼尖向翼根累积,形成机翼内力剪力。
承受剪切的大梁膜板,通过腹板和梁缘条的连接铆钉受剪,使梁缘条受到轴向剪流的作
用,由翼尖向翼根累积,形成了梁缘条拉、压的轴向力。上、下梁缘条的拉、压轴力形成机
翼的内力弯矩。
梁式机翼蒙皮较薄、桁条少而且弱,蒙皮和桁条的受拉、压刚度远小于机翼大梁的缘
条,所以,内力弯矩在梁缘条上产生的轴向力,很少向蒙皮桁条扩散,主要由梁缘条承担。
单块式机翼蒙皮较厚,桁条数量多而且强,蒙皮和桁条铆接形成机翼上、下壁板的刚度
与梁缘条相当,甚至超过梁缘条。所以,梁缘条中产生的轴力很快扩散到上、下壁板,使整
个上、下壁板承受拉压来传递弯矩。
翼肋传给机翼蒙皮的一圈剪流形成小扭矩,由翼尖向翼根累积,形成机翼的内力——
扭矩。
气动载荷在机翼内部的传力过程可简化为如图1.2 -12所示路线。
综上所述,机翼传力过程可以分为两部分:从气动载荷作用在蒙皮上,直到通过翼肋传
给梁腹板和周圈蒙皮的过程,称为局部传力过程,在这一过程中的强度问题,称为局部强度
问题;由各翼肋传到梁腹板和周圈蒙皮上的剪流,从翼尖向翼根传递形成机翼内力的过程叫
总体传力过程,在这一过程中的强度问题称为总体强度问题。
机翼总体传力特征是剪力以梁腹板受剪切传递,梁腹板主要承受剪应力;弯矩以粱缘条
(梁式机翼)受拉压,或上、下壁板(单块式机翼)受拉压来传递,梁缘条和上、下壁板主
要承受拉、压正应力;扭矩用蒙皮组成的闭室或蒙皮、梁腹板组成的闭室形成周圈剪流来传
上篇飞机结构与机械系统47
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┃ ┃——[蔓堕二H翼梁腹板卜一 ┃
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图1.2 -12机翼气动载荷的传递路线
递,蒙皮和梁腹板主要承受扭转剪应力。
5.结构油箱
为了充分利用结构空间,可将飞机机翼(或者机身)的一部分被封闭起来,并在接缝、
结构紧固件和工艺开口部分妥善密封(见图1.2 - 13),用于存储燃油,这种油箱构造形式
称为结构油箱。
图1.2 - 13结构油箱
缘条(缝内密封)
在机翼上设置油箱不但可以充分利用机翼结构的容积多装燃油,增加飞机的航程和续航
时间;而且可以利用储存燃油的质量力(包括重量和惯性力)抵消气动载荷,使机翼卸载,
有利于减轻机翼的结构重量;再者,机翼油箱远离客舱可使旅客更为安全,所以,现代飞机
的机翼上普遍设置了结构油箱。
构成结构油箱的各构件之间的连接需采用密封连接。其密封方法与所采用的密封材料的
性能、工艺技术水平和结构情况有关。构件之间密封的基本形式有两种:缝内密封和缝外
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涡轮发动机飞机结构与系统(ME-TA)上册(33)