基本介紹
- 中文名：薄壁式機身
- 外文名：beam body
- 別稱：梁式機身
- 所屬領域：航空航天
- 分類：桁梁式、桁條式、硬殼式
- 受力構件：桁梁、隔框、蒙皮
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分類
桁梁式機身
桁梁式機身的結構特點是有幾根強度較強的桁梁，桁梁的截面積較大。而機身結構上的長桁數量較少，強度較弱，甚至長桁可以不連續，且蒙皮較薄。這種結構的機身，由彎曲引起的拉、壓軸向力主要由桁梁承受，蒙皮和長桁承受很小一部分的軸向力，而剪力則全部由蒙皮承受。普通隔框的作用是維持機身外形，支持縱向構件。加強隔框除維持外形外，主要承受集中載荷，如機翼、尾翼和機身連線的接頭等都安排有加強隔框。
從桁梁式機身的受力特點可以看出，在桁梁之間布置大開口不會顯著降低機身的抗彎強度和剛度。雖然因大開口會減小結構的抗剪強度和剛度而必須補強，但相對桁條式機身和硬殼式機身的結構來說，同樣的開口，桁梁式機身的補強引起的重量增加較少，因此桁梁式機身便於開較大的艙口。
桁條式機身
桁條式機身的特點是沒有桁梁，而長桁布置得較密，強度較強，蒙皮較厚。這時機身彎曲引起的拉、壓軸向力，將由許多長桁與較厚的蒙皮組成的壁板來承受，剪力則全部由蒙皮承受。普通隔框和加強隔框的作用與桁梁式機身相同。從其受力的特點可以看出，蒙皮上不宜開大口。但與桁梁式機身相比，它的彎、扭剛度(尤其是扭轉剛度)比桁梁式機身大。。由於蒙皮較厚，在空氣動力的作用下，蒙皮的局部變形也有利於改善空氣動力性能。
硬殼式機身
硬殼式機身的結構是由蒙皮與少數隔框組成，其特點是沒有縱向構件。蒙皮較厚，由蒙皮承受機身的總體彎、剪、扭引起的全部軸向力和剪力。普通隔框和加強隔框用於維持機身的截面形狀，支持蒙皮和承受、擴散隔框平面內的集中力。
硬殼式機身的優點是結構簡單，氣動外形光滑，內部空間可全部利用。但因為機身的相對載荷較小，而且機身不可避免地要大開口，會使蒙皮材料利用率不高。因為開口補強增重較大，所以硬殼式機身實際上用得很少，只在機身結構中某些氣動載荷較大、要求蒙皮局部剛度較大的部位，如機身頭部、機頭罩、尾錐等處採用。
受力構件
薄壁式機身的主要受力構件有：隔框、桁梁、桁條、蒙皮等。此外還有機身的對接接頭。其中桁條與機翼的桁條大致相似，就不再說了。下面簡單地談一下其他構件的情況。
隔框
隔框與機翼的翼肋大致相當。它的主要作用是維形和受力。它可分為普通隔框和加強隔框兩類。
普通隔框——它主要是用來維形，即形成和保持機身的外形，支持蒙皮以及承受局部空氣動力。它所承受的外力不大，一般都採用硬鋁壓制的型材，按機身的橫剖面形狀做成圓形、橢圓或其他需要的形狀。它的構造和機身的構造型式有一定的關係，例如桁條式機身的普通隔框，通常都做成完整的環形；桁梁式機身由於開口多，一般都是不完整的。
環式多用於必須在中間開口的加強隔框。開口是為了通過某些設備如發動機噴管。在它上面鉚有部分壁板，並用支柱和角材加強。
整體式加強隔框是近年來發展的一種隔框。它鍛造為一個整體，主要用在超音速飛機上安裝機翼和尾翼等部件的地方。這些地方載荷很大，而且往往要通過噴氣發動機進氣道，對隔框要求很高。
隔框可用不同剖面的型材製造。
加強隔框為了充分利用材料，減輕重量，提i寄承受外力的效能，必須貫徹“綜合利用”的匣則，也就是使隔框能起幾種受力作用。
桁梁
桁梁相當於機翼翼梁的緣條，它主要用於承受由彎矩引起的軸向力。桁梁一般是一根軋制型材。製造材料為硬鋁或高強度合金鋼。
蒙皮
薄壁式機身的蒙皮與機翼相似，一般都是用硬鋁板材製造。在高速飛機機身局部也可採用夾芯結構。這種飛機機身也可採用模鍛的整體壁板，然後再焊接起來而成為一個整體。
特點
薄壁式機身由4根桁梁承受機身的全部或大部分彎曲正應力。蒙皮較薄，只承受扭矩和橫向剪下力。桁條較少，用於支持蒙皮或承受少量軸向力。這種結構形式多用於機身口蓋較多的部位。如殲擊機的前機身有較多的大開口(座艙蓋、前起落架艙蓋、電子設備艙和武器艙口蓋等)，蒙皮不可能受力，宜用梁式結構。
