机身的结构设计-南京航空航天大学精品课程.PDF

第7章 机身结构设计 南京航空航天大学 飞机设计技术研究所 机身结构设计受机身内部装载的要求和与 其他部件的协调的影响较大，因此机身结 构设计不能仅考虑结构受力本身，还要综 合考虑其它各方面的要求。 7.1 机身结构型式的选择 7.1.1 机身的内部布置 合理地布置各种载重、燃油 协调机身与机翼、尾翼、起落架等部件的关系 这些布置是总体设计阶段协调安排确定的。 满足机身断面形状与尺寸大小沿纵轴的分布符 合气动布局的要求 满足飞机对于重心的要求 机身的内部布置和机身与其它部件的连接往往 决定了机身主要传力元构件的布置。 7.1.2 机身结构型式的选择 桁梁式：桁梁的截面面积很大，蒙皮很薄， 长桁很弱。这种结构型式适合于大开口、 小载荷的情况。 桁条式：长桁较密较强，蒙皮较厚。这种 结构适合于小开口、中等载荷的情况。 硬壳式：厚蒙皮结构，几乎没有纵向构件， 其外形和刚度好。这种结构适合于无开口、 大载荷的情况。 相对弯矩 M Z 4M Z M X 2M X Deff Deff 相对扭矩 图7.1 当量直径D 的定义 eff 机身结构型式的选择 7.2 机身主要受力构件布置 受力构件布置的依据： 开口（位置、形状、大小和开口特性）： 由内部布置和机身与其它部件的连接协 调关系确定 集中力载荷：由装载布置与机身机翼、 机身尾翼、机身起落架 机身受力构件布置主要是指横向构件(加 强框、普通框)、纵向构件(长桁、桁梁、 纵向加强壁板、加强长桁)以及蒙皮的布 置。 图7.2 某强击机机身内部布置与主要受力构件的布置 1-前机身桁条；2-垂尾安定面的后梁轴线；3-机身设计分离面；4-减速伞 舱；5-炸弹舱；6-发动机；7-驾驶舱；8-加强框(8、12、13、16、20 、24 、 25 、29 、30、41 、44号，其中：24号加强框为机翼主梁对接框；17号为 机翼前梁对接框；41号为全动平尾对接框；44为与平尾和垂尾相连的加 强框；29 、30为工艺分离面加强框)；9-油箱；10-前起落架舱；11-设备舱 一、加强框的布置 (1) 大集中力作用处(如：机翼梁接头处)； (2) 大开口的两端； (3) 设计分离面前后； (4) 气密增压座舱端框。 加强框的数目应尽量少，布置加强框必须 遵循“一框多用”的基本设计原则。 普通框 在加强框布置好以后进行的，取决于框之 间的间距。 普通框的间距与长桁的截面或蒙皮的厚度 有一定关系，一般地歼击机的间距为 300mm左右，大型飞机的框间距约了350- 500mm范围内。 普通框的间距根据统计数据或原准机确定， 然后再根据机身内部安装需要作些调整。 二、桁梁的布置 桁梁一般布置在机身 剖面的四个象限的中 间，即±45°附近 桁梁沿纵向一般等幅 布置 桁梁尽可能保持连续 不断并避免急剧转折 图7.3 桁梁布置 图7.4 桁梁错位的设计方案 图7.5 桁梁转折的传力 三、桁条的布置 加强桁条： 一是为了传递平行于机身纵轴方向的集 中力：机身减速板、机翼接头、尾翼接 头、发动机推力接头 二是在机身的背部(上零纵)和腹部(下零 纵) ，以承受机身的弯矩M 。 Z 注意与原有的长桁或桁梁结合起来 “一件多用” 加强长桁 R