基本介紹
- 中文名：機身構型
- 外文名：Airframe configuration
- 部位：飛機主體結構
- 作用：裝載人員和貨物、安裝各種系統
- 分類：構架式和應力蒙皮式
- 常用類型：應力蒙皮式
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機身結構
現代飛機的機身結構有兩種基本類型：構架式和應力蒙皮式。應力蒙皮機身根據其構件設計和受力特點又分為硬殼式機身和半硬殼式機身，而半硬殼式機身又可細分為桁梁式和桁條式兩種。
構架式機身
構架式機身的骨架通常用鋼管或鋁合金管焊接而成(右圖1)，且形成構架的所有桿件均主要承受軸向拉伸或壓縮載荷。小型飛機如果採用構架式機身，則骨架可由鋁合金製成，並利用實心桿件或管材預先交叉支撐，再用鉚釘或螺栓連線成整體結構。為了保證所需氣動外形，在骨架外部敷設不承受載荷的布質蒙皮。構架式機身目前已套用很少。只在一些輕型飛機上使用。
圖1.構架式機身
圖1.構架式機身應力蒙皮式機身
應力蒙皮式機身與構架式機身的最大區別在於，機身的蒙皮參與承受載荷，常採用金屬蒙皮。如果機身載荷全部由蒙皮承受，則稱為硬殼式機身；如果機身蒙皮僅部分承受載荷，則稱為半硬殼式機身。這類機身結構基本構件採用鋁合金和鎂合金材料。
硬殼式機身
硬殼式機身(又稱蒙皮式機身，右圖2)由普通隔框和加強隔框維持機身截面形狀，蒙皮則幾乎承受全部應力。蒙皮直接鉚接在普通隔框和加強隔框上，具有良好的氣動外形。為了保證機身具有足夠的強度和剛度，蒙皮必然較厚，使得機身重量偏大。但在應力水平較小的小型飛機機身後段，對蒙皮強度要求較低，從而可兼顧強度與結構重量兩方面要求，所以小型飛機常採用硬殼式結構來構成座艙後部至機身尾部這一段機身。對硬殼式機身損傷的修理最重要的是恢復損傷區域原有的形狀、剛度和強度，對金屬蒙皮常用的維修方法是挖補或貼補。
圖2.硬殼式機身
圖2.硬殼式機身半硬殼式機身
半硬殼式機身遵循破損安全強度規範的沒計思想，即結構中單個構件破壞時，整個結構不會發生災難性破壞。半硬殼式機身由普通隔框、加強隔框、縱梁和桁條構成機身骨架，外部鉚接金屬蒙皮，構成光滑、潔淨的外形，並可承受很大的載荷。根據機身結構中縱梁的強弱或有無，以及蒙皮、桁條參與承受應力的程度，半硬殼式機身義可分為桁梁式機身和桁條式機身。
圖3.半硬殼式機身
圖3.半硬殼式機身桁梁式機身(圖3.a)中，縱梁較強，承受大部分南彎曲引起的拉、壓應力；蒙皮較薄，桁條數量較少且較弱．它們構成的壁板承受少部分彎曲引起的拉、壓應力。機身兩側和上、下蒙皮承受絕大部分剪下引起的剪應力；蒙皮圍成的閉合框承受全部扭矩引起的剪應力。
桁條式機身(圖3.b)中，縱梁較弱，甚至無梁；蒙皮較厚，桁條數量較多且較強，它們構成的壁板承受大部分甚至全部彎矩。剪力同樣由機身蒙皮承受，扭矩全部由蒙皮圍成的閉合框承受。
桁梁式機身可以很方便地布置大開口，因此在機身上類似登機門、行李艙門等需要布置大開口的艙段通常都會採用桁梁式結構。在沒有大開口的艙段往往採用桁條式結構。因此同一架飛機的機身可能存在不同類型的結構形式。
機身結構中隔框的作用主要是傳遞載荷和維持機身剖面形狀。根據其位置和受力的不同，又分為普通隔框和加強隔框兩類。普通隔框的功用是承受並傳遞局部氣動力，並維持機身剖面形狀；加強隔框則主要承受機翼、尾翼、起落架等部件傳來的集中載荷，並將載荷傳遞給機身結構。
