第一章飞机结构
第一章 飞机机身结构知识点
机身结构1 机身的结构类型1)构架式机身隔框立柱图1.225构架式机身2)半硬壳式机身(2)桁条式机身。
ill'亦质慕皮(1)桁梁式机身。
图1.226桁梁式机身2 机身主要构件机身主要部件包括蒙皮、桁条、桁梁和隔框。
1) 蒙皮机身蒙皮的作用与机翼蒙皮的作用一样，用来维持机身外形；同时蒙皮与支撑它的构件一起承受和传递局部气动载荷和弯矩。
2) 桁条和桁梁桁条和桁梁都是机身结构的纵向构件 3) 龙骨梁龙骨梁是机身的一个主要纵向部件，它由上、下两个受压的弦杆和一个带有加强筋的承剪腹板结构件组成。
龙骨梁位于中央翼下方、两主轮舱之间的机身中心线上，如图1.229所示。
3)硬壳式机身桁条式机身结构图1.227 ■罐皮隔梃-图1.228硬壳式机身阻力揑杆连播到孙梁中删严捲头/也机纵轴缄惦流也皮茧捽框一龙骨陀支傑枇一刖图1.229机身龙骨梁4)隔框机身隔框可分为普通隔框和加强隔框两种。
(1)普通隔框。
(a)(b)图1.230普通隔框(2)加强隔框。
图1.231壁板板式加强隔框5)机身上骨架元件与蒙皮的连接机身蒙皮同骨架元件的连接有两种方式：第一种：蒙皮只与桁条相连，如图1.232(a)所示；第二种，蒙皮既与框相连，又与桁条相连，如图1.232(b)所示。
(a)⑹(c)图1.232蒙皮与骨架元件的连接方式1—蒙皮；2—桁条；3—框；4—补偿片(a)(b)图1.233框与桁条的连接1—蒙皮；2—桁条；3—框；4—弯边；5—角片3 增压密封现代飞机大都在空气稀薄的高空中飞行，为了保证空勤人员和旅客在高空飞行时的正常工作条件和生理要求，以及保证仪表、设备可靠地工作，都采用了增压气密座舱。
图1.234所示为波音B737飞机的增压气密座舱区域。
STA｛站位)^TA17K1016ISTAS'fASTASTASiA227.S294.5540663727匚二|增压区墜非增压区图1.234B737飞机增压区增压气密舱内需要密封的地方有：各骨架构件与蒙皮的对接处(铆接和螺栓连接);蒙皮与壁板之间；飞机和发动机操纵系统的拉杆和钢索在座舱内增压区和非增压区交界面的进出口处；飞机液压系统、引气系统、空调系统的导管、电缆束进出口；座舱盖口和应急出口；舱口和窗口等。
飞机结构介绍
飞机用电设备提供电源， 从发动机引入的热气流 可用于座舱加温或空调 系统。
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涡轮桨叶式 涡轮风扇式
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●B747放下起落架
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●驾驶舱( Cockpit )
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●新式驾驶舱（B777）
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机翼还用于安装发动机、 起落架及其轮舱、油箱。
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●机翼（B747在着陆进近中）
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③ 尾翼（Empennage）
操纵飞机的俯仰和偏转。 是飞机稳定性的重要组成部分。
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●尾翼（TB200） 若水平尾翼是整体活动面，则称全动平尾；升降舵 的后缘的活动面，称为配平片。
飞机的一般介绍
飞行原理/CAFUC
●人类早期的飞行
1903年12月17日莱特兄弟的飞行者(“flyer” ) ，飞行 距离120英尺，持续时间12秒。
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●人类早期的飞行
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1.1 飞机的一般介绍
飞行原理/CAFUC
1.1.1 飞机的主要组成部分Fra bibliotek其功用五大部分：机身,机翼,尾翼,起落装置,动力装置。
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④ 起落装置（Landing Gear）
起落装置用于飞机的
起飞、着陆和滑行并 支撑飞机。
飞机的前轮可偏转，
用于地面滑行时控制 方向。
飞机的主轮上装有各
自独立的刹车装置。
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●A320前起落架
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⑤ 动力装置（Power Plant）
第一章 飞机结构
第一章- 飞机结构摘要：飞机结构是第一章，主要讲述了飞机的机身，机翼，尾翼，起落架，和发动机这几个主要结构部分。
根据美国联邦法规全书(CFR)第14篇第一部分的定义和缩写，飞行器(Aircraft)是一种用于或者可用于飞行的设备。
飞行员执照的飞行器分类包括飞机(Airplane)，直升机，气球类(lighter-than-air)，动力升力类(powered-lift)，以及滑翔机。
还定义了飞机(Airplane)是由引擎驱动的，比空气重的固定翼飞行器，在飞行中由作用于机翼上的空气动态反作用力支持。
本章简单介绍飞机和它的主要组成部分。
主要组成部分尽管飞机可以设计用于很多不同的目的，大多数还是有相同的主要结构。
它的总体特性大部分由最初的设计目标确定。
大部分飞机结构包含机身，机翼，尾翼，起落架和发动机。
机身机身包含驾驶舱和/或客舱，其中有供乘客使用的坐位和飞机的控制装置。
另外，机身可能也提供货舱和其他主要飞机部件的挂载点。
一些飞行器使用开放的桁架结构。
桁架型机身用钢或者铝质管子构造。
通过把这些管子焊接成一系列三角形来获得强度和刚性，成为桁架结构。
图1-2就是华伦桁架。
华伦桁架结构中有纵梁，斜管子和竖直的管子单元。
为降低重量，小飞机一般使用铝合金管子，可能是用螺钉或者铆钉通过连接件铆成一个整体。
随着技术进步，飞行器设计人员开始把桁架单元弄成流线型的飞机以改进性能。
在最初使用布料织物来实现的，最终让位于轻金属比如铝。
在某些情况下，外壳可以支持所有或者一主要部分的飞行载荷。
大多数现代飞机使用称为单体横造或者半单体构造的加强型外壳结构。
单体横造设计使用加强的外壳来支持几乎全部的载荷。
这种结构非常结识，但是表面不能有凹痕或者变形。
这种特性可以很容易的通过一个铝的饮料罐来演示。
你可以对饮料罐的两头施加相当的力量管子不受什么损坏。
然而，如果罐壁上只有一点凹痕，那么这个罐子就很容易的被扭曲变形。
实际的单体造型结构主要由外壳，隔框，防水壁组成。
飞机结构与系统(上篇)m11精华版
第1章飞机结构1.1飞机结构的基本概念1.飞机结构基本元件及结构件1)结构基本元件：杆件、梁元件、板件。
①与横截面尺寸相比长度尺寸比较大的元件称为杆件。
②梁元件有两种类型：a.外形与杆件相似，但具有比较强的弯曲或扭转刚度（闭合剖面的杆件），可以承受垂直梁轴线方向的载荷；b.具有比较强的剪切弯曲强度，机翼大梁（缘条和腹板组成）属于这种梁原件。
③厚度远小于平面内另外两个尺寸的元件称为板件。
2）飞机结构件及分类：杆系结构、平面薄壁结构、空间薄壁结构。
3）根据结构件失效后对飞机安全性造成的后果，结构件可分为主要结构项目和次要结构项目2.飞机结构适航项要求飞机结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，并且满足疲劳性能的要求，这样飞机结构才是适航的。
1）结构的强度：结构受力时抵抗损坏的能力。
CCAR-25部要求：用真实载荷情况对飞机结构进行静力试验以确定飞机结构强度是，飞机结构必须能承受极限载荷至少3s而不受破坏。
2) 结构的刚度：结构受力时抵抗变形的能力。
CCAR-25部规定飞机结构必须能够承受限制载荷（使用中预期的最大载荷）而无有害的永久变形。
在直到限制载荷的任何载荷作用下，变形不妨害安全飞行。
3）结构的稳定性：结构在载荷作用下保持原平衡状态的能力。
如果在载荷作用下，尽管此载荷在结构中引起的应力远小于破坏应力，结构已不能保持原平衡状态与载荷抗衡，就认为结构失稳。
4）结构的疲劳性能：结构在疲劳载荷作用下抵抗破坏的能力。
CCAR-25部规定必须表明飞机结构符合“结构的损伤容限和疲劳评定的要求”。
规定中要求飞机在整个使用寿命期间将避免由于疲劳、腐蚀或意外损伤而引起的灾难性破坏。
3.飞机结构疲劳设计为了保证飞机飞行的安全，必须对飞机结构进行疲劳设计，以确保飞机结构的抗疲劳性能。
1）安全寿命设计思想：一架机体结构不存在缺陷的新飞机从投入使用到出现可检裂纹这一段时间就是飞机结构的安全寿命。
2）损伤容限设计①概念：承认结构在使用前就带有初始缺陷，并认为有初始缺陷到形成临界裂纹的扩展寿命即是结构的总寿命。
飞机基础知识—飞机结构
起落架
起落架的作用是在地面停放，滑跑、运动过程中支撑飞机，并能在 飞前三点式和后三点式起落架。
起落架 前三点式
起落架 后三点式
起落架
起落架系统主要用于起落架的 收放、前轮转弯以及地面刹车， 以保证飞机在地面滑行、滑跑、 减速及起落架收放的需要。
动力装置
活塞式发动机
四冲程 ：进气冲程、压 缩冲程、膨胀、排气冲程。 在低速飞行时，活塞发动 机的经济性能很好,目前 在小型飞机和轻型直升机 上广为应用。
动力装置
涡轮喷气发动机
第一代涡轮喷气机噪音很大，如 今大多用于军用飞机； 涡轮风扇发动机的优点是：耗油 率低，因而经济性能好、噪音低； 因此现代商务亚音速飞机多采用 涡轮风扇发动机。
飞机结构
飞机的主要组成部分为：机身、机翼、尾翼、起落架、动力装置。
机身 驾驶舱、存放行李、邮件、货物的货舱、客舱。
机翼和尾翼
机翼的主要作用是产生升 力，现代民航客机机翼的 内部还可以作为结构油箱 来储存燃油，和安装起落 架及发动机。
机翼和尾翼
机翼装在机身上的角度，称为安装角，是机翼与水平线所成的角度。安 装角向上或向下就称为机翼具有上反角或下反角。
机翼
飞机的机翼由许多可以活 动的部分组成。这些部分 可以用来改变机翼的位置 和形状，也可以用来增大 或减小翼面。
前缘襟翼
外侧（低 速）副翼
后缘内侧襟翼
地面扰流板
飞行扰流板 内侧（高
后缘外侧
速）副翼
襟翼
机翼
襟翼，是飞机机翼上可以 活动的翼片，用于起飞和 降落。它们可以用来帮助 控制飞机的速度及机翼所 产生的升力。
转动驾驶盘可控制副翼的偏转，前推或后拉驾驶盘可控制升降舵的 偏转。脚操纵机构用于控制方向舵。
飞机机体构造
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一.飞机机体结构
飞机除了上述五个主要部分之外，根据飞行操纵和执行任务的需 要，还装有各种仪表、通讯设备、领航设备、安全设备和其它设备等。
1.3 飞机基本构件的结构 1. 机翼
飞机的结构应能承受比G更大的载荷因数。 原因：
5
一.飞机机体结构
2 阻力
物体在空气中运动必然会遇到空气的抵抗，这种抵抗就是阻力，飞 机阻力按形成的原因分为压差阻力、干扰阻力、激波阻力、摩擦阻力 和诱导阻力。
摩擦阻力：由飞机表面上空的速度和外界空气速度不同，空气之间 的粘滞摩擦而产生，很明显它和空气的密度和速度有直接关系。
压差阻力：由飞机前方受到的动压和后方形成的低压的压力差造
成。
。 诱导阻力 ：在机翼上产生的，它是由升力诱发出来的
干扰阻力 ：由飞机两个不同形状部分的结合引起气流干扰而产生 的。
6
一.飞机机体结构
3 升力
由机翼和空气的相对运动而产生的 。
4 推力
由发动机来提供 。
7
一.飞机机体结构
1.2飞机的组成与功用
夹芯蒙皮的硬壳式机身
23
一.飞机机体结构
3.起落装置
飞机的起落装置通常包括起落架和改善起落性能的装置两大部分。 (1)起落架的配置形式
24
一.飞机机体结构
3.起落装置
后三点式：两个支点（主轮）对称地安置在飞机重心前面，第三个支 点（尾轮）位于飞机尾部。
前三点式：两个支点（主轮）对称地安置在飞机重心后面，第三个支 点（前轮）位于机身前部。
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二.飞机系统
飞机制造-复习(讲稿)
7
第六章 飞机工装设计制造
1. 什么是标准工艺装备。 2. 标准工艺装备种类及作用，典型如标准量规、 标准平板等。 3. 装配型架的组成及作用。 4. 装配型架的骨架结构形式及特点。 5. 装配型架的安装方法。
8
请提问题！ 祝大家考试顺利
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2. 蒙皮骨架式的三种结构形式。
3. 机身的组成元件。 4. 机身结构的典型形式。
3
第二章：互换与协调
飞机制造互换的内容。 7. 什么是几何互换。 8. 什么是交点互换。 9. 结合中翼和外翼对接 实例，介绍互换的内 10. 容。 11. 5. 什么是协调准确度。 12. 6. 三种尺寸协调原则及 其特点。 1. 2. 3. 4. 什么是理论模线。 什么是构造模线。 综合切面模线与平面 模线 设计补偿与工艺补偿。 飞机产品结构特点。 飞机制造工艺特点。
6
第五章 飞机装配工艺
1. 飞机装配准确度的内 7. 容 2. 设计分离面和工艺分 8. 离面的内容。 9. 3. 对接接头的形式有哪 些。 10. 4. 三大连接技术及特点。 11. 5. 飞机装配中的四种定 12. 位方法及其特点 6. 三种装配基准的特点。 铆接工艺的主要内容 及特点。 过定位。 铆接工艺制孔的主要 方法。 干涉铆接及特点。 正铆、反铆的内容 单面铆接的类型。
飞行器制造技术基础
课程复习
南京航空航天大学 机电学院 航空宇航制造工程系
考试题型
序号 一 二 三 四 五 六
题型 名词解释 填空 单项选择 多项选择 简答 论述
题量 5 20 10 10 10 1
分值 2 1 1 2 3 10
合计 10 20 10 20 30 10
100
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第一章：飞机结构
飞机系统课程基本知识
飞机系统课程基本知识0.基本知识点第一章飞机系统的概述1.飞机的组成（1）飞机结构包括机身、机翼（包括襟翼、缝翼、副翼和扰流板）、尾翼，另外飞机还包括起落架、动力装置。
（2）飞机的构造要求包括空气动力要求，强度、刚度要求，工艺要求，使用维护要求及其安全性要求。
2.飞机结构（1）机身主要用于容纳机组人员、乘客、货物和机载设备等。
另外，机身把机翼、尾翼、起落架和发动机等部件连接成一个整体。
（2）机翼机翼是飞机产生升力的主要部件。
通常机翼下方安装有起落架和发动机。
机翼大部分内部空间经密封后用作存放燃油的油箱。
机翼上安装有襟翼、缝翼、副翼和扰流板。
副翼的作用是：是机翼产生滚转力矩，以保证飞机具有横侧操纵性。
副翼通常安装在机翼后缘外侧部分，现代高速飞机上也有安装在机翼后缘内侧的。
襟翼和缝翼两种增升装置，用于改善飞机的低速性能。
在飞机起飞和降落时放出，可以缩短飞机的起降滑跑距离。
扰流板是铰接在机翼表面的板，它只可以上偏。
打开扰流板，可以使机翼的升力减小，阻力增加。
扰流板分为空中和地面扰流板。
[3]尾翼包括水平尾翼和垂直尾翼，水平尾翼由水平安定面和升降舵构成，垂直尾翼由垂直安定面和方向舵构成。
水平安定面用于飞机的纵向配平。
升降舵用于飞机的俯仰操纵。
方向舵用于飞机的方向操纵。
[4]起落装置用于起飞、着陆滑跑和滑行、停放时支撑飞机。
[5]动力装置用来产生推力或拉力，使飞机前进。
3. 飞机主要功能系统飞机主要功能系统为操纵系统、自动飞行控制系统、通信系统、导航系统、仪表系统、电气系统、燃油系统、起落架、动力装置等。
飞机系统是指飞机上完成各项功能的系统的总称。
第二章空调系统和增压系统1.座舱环境控制系统组成与功用组成：包括氧气系统、增压座舱和空调系统功能：创造良好的座舱环境2.空调系统的功能和组成保证舱内的温度、湿度和二氧化碳的浓度，保障舒适安全的飞行环境。
空调系统由加热、通风和去湿等部分组成。
3.增压系统增压空气来源,●发动机压气机引气，是主要来源;●在地面和空中的一定条件下从APU引气启动发动机或作为备用气源;●在地面可使用地面气源.4.增压系统为以下系统提供气源空调/增压、机翼和发动机加热防冰、发动机起动、液压油箱增压、水箱增压、全温探头（如安装）5.飞机空调系统包括座舱加温系统和制冷系统等。
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翼型的选择
• 翼型的升力特性； • 翼型的阻力； • 翼型的使用范围； • 平面形状的影响； • 足够的空间和刚度； • 翼型选择的一般规律；
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第三节 机翼的平面形状
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机翼的展弦比： 机翼的梢根比： 机翼的后掠角： 机翼的平均气动弦长：
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四、起降装置
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第二节 翼型
中弧线：翼型的上下表面的等距离的曲线。 前缘、后缘：机翼上下表面的外形线在前后的交点。 前缘半径：翼型前缘曲率圆的半径 。 弦线：前缘和后缘端点的连线。 弦长：弦线被前缘和后缘所截长度。
第一章 飞机的基本结构
第一节：固定翼飞机的主要组成部分
小型固定翼飞机的主要部件： 机体、起落架、动力装置
主要组成部分-机体： 机身、机翼、尾翼
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固定翼无人机第二章 第 页来自完整版PPT课件2
一、机身
装载
飞行控制系统、动力系统、通讯系 统、燃料系统、任务系统等。
将机翼、尾翼、发动机、起落架连 在一起，形成完整的飞行平台
1 2
v2
PP0
1 2
v 2 —动压，单位体积空气所具有的动能。这是一种附加的压
力，是空气在流动中受阻，流速降低时产生的压力。
P —静压，单位体积空气所具有的压力能。在静止的空气中， 静压等于当时当地的大气压。
P —总压（全压），它是动压和静压之和。总压可以理解为 0 ，气流速度减小到零之点的静压。 完整版PPT课件
第1章 飞机结构及其特点
（1）蒙皮
除了整体壁板外，近来夹芯蒙皮也得到推广。夹芯蒙皮由两层 薄金属板或复合材料层板与轻质疏松或蜂窝结构夹芯互相连接而成。 夹芯蒙皮可以降低翼面结构质量，提高翼面刚度和表面品质（无铆 缝），并具有良好的隔热、隔音、防震、抵抗裂纹及其他损伤扩展 能力。
F15尾翼和方向舵蒙皮 是全厚度铝夹芯和硼-环 氧复合材料面板构成的 蜂窝壁板。前、后缘为 全铝蜂窝结构。
桁条
蒙皮 传来的力 翼肋
翼肋 传来的力
桁条
翼肋 桁条 蒙皮
翼肋
（2）桁条
桁条按截面形状分有开式和闭式；按制造方法分有 板弯桁条和挤压桁条。板弯开式桁条由板材制造， 容易弯曲，与蒙皮贴合好，得到翼面光滑，容易与 蒙皮及其它构件固接；板弯闭式桁条可提高型材和 蒙皮压缩临界应力。挤压型材比板弯型材具有较厚 的腹板，受力临界应力较高，但与蒙皮（特别是弯 度大的蒙皮）难以固接。
纵墙还起到对蒙皮的支持，以提高蒙皮的屈曲承载能力。通常腹 板设有减轻孔，为了提高临 界应力，腹板用支持型材加 强。后墙则还有封闭翼面内 部容积的作用。
（5）翼肋
翼肋分为普通翼肋和加强翼肋。 普通翼肋
构造上的功用是维持机翼剖面所需的形状，并将局部气动载 荷从蒙皮和桁条传递到翼梁和蒙皮上。一般它与蒙皮、长桁相连， 翼面受气动载荷时，它以自身平面内的刚度向蒙皮、长桁提供垂 直方向的支持。同时，翼肋又沿周边支持在蒙皮和梁（或墙）的 腹板上，在翼肋受载时，由蒙皮、腹板向翼肋提供各自平面内的 支承剪流。
§1.2 机翼结构形式
机翼是飞机产生升力和滚转操纵力矩的主要部件，同时也是现代飞 机存储燃油的地方。机翼作为飞机的主要气动面，是主要的承受气动 载荷部件，其结构高度低，承载大。机翼通常有以下气动布局形式： 平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、边条翼、前掠翼、变后掠翼和菱 形翼等。
飞机结构与系统.完整资料PPT
（2）飞机在地面上的使用限制
（3）结构的稳定性
2.飞机结构件的分类
根据结构件失效后对飞机安全性造成的后果，结 构件可划分为重要结构项目和一般（其他）结构项目。
重要结构项目是指一旦损坏，会破坏飞机结构的 完整性，且会危及飞机的安全性，如：机翼、尾翼、 操纵面及其系统、机身、发动机架、起落架及上述各 部分有关的主要连接构件等。
一般结构项目是指不包括在重要结构项目内的部 件或组件，如：机身与机翼连接部位的整流蒙皮等。
• 本次课小结 本次课介绍了两个内容，一是飞机结构的基本概念；二是飞机结构适航性要求和结构
分类。 涉及的概念有飞机外载荷及分类、载荷系数、飞机结构的承载能力和承载余量、飞机结构 的适航要求、飞机结构件的分类。重点是各概念，难点是各系数公式和结构件受力分析。 要记住重点理解难点。 思考题： 1.飞行中，作用在飞机上的外载荷有哪些？P3 2.飞机结构的适航性要求有哪些？P13 3.飞机结构件有哪些分类？P15
• 如图，飞机在某以高度上做水平匀速的巡航飞行，
作用在飞机上的外载荷有重力W、气动升力L0、气动 阻力D0和发动机推力P0。选机体坐标系（OXtYtZt）, 并将外载荷向坐标系原点--全机中心O简化，得到作
用
在
重
心
处
的
共
点
力
系和 L0
抬 yt
头
力
矩M
O
A，
低
头
力
矩
M
B
。
MA
P0 xt
MB
D0 W
• 飞机在匀速直线飞行，这些外载荷必须满足下列平衡方程：∑x=0 P0=D0
歼10可超极限飞9G
④部件过载
前面根据作用在飞机重心处升力L和飞机飞行重量W之比得出过载ny值，这个过载称为飞机 重心过载，也叫全机过载。知道全机过载，就可以知道全机升力的大小和方向。
第1章 飞机结构及其特点
第1章 飞机结构及其特点郭 宇南京航空航天大学 航空宇航制造工程系飞行器制造技术基础2本章内容§1.1飞机结构及组成 §1.2 机翼结构形式 §1.3 机身结构形式 §1.4 尾翼结构形式 §1.5 起落架结构形式 §1.6飞机制造工艺的特点3 §1.1 飞机结构及组成主要由机体、飞机操纵系统、飞机动力装置和机载设备等部分组成，其中机体包括机翼、机身及尾翼等部件，构成飞机的主体结构。
4§1.1 飞机结构及组成5 本章内容§1.1飞机结构及组成 §1.2 机翼结构形式 §1.3 机身结构形式 §1.4 尾翼结构形式 §1.5 起落架结构形式 §1.6飞机制造工艺的特点6机翼是飞机产生升力和滚转操纵力矩的主要部件，同时也是现代飞机存储燃油的地方。
机翼作为飞机的主要气动面，是主要的承受气动载荷部件，其结构高度低，承载大。
§1.2 机翼结构形式7 §1.2 机翼结构形式机翼通常有以下气动布局形式：平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、边条翼、前掠翼、变后掠翼和菱形翼等。
8§1.2.1机翼的基本组成☐机翼重量一般占全机重量的8%－15%，机翼结构重量占机翼重量的30%－50%。
☐机翼一般由机翼主盒、襟翼、扰流片、副翼、前缘襟翼、发动机吊挂等部分组成。
9机翼的基本元件机翼结构属薄壁型结构形式，构造上主要由蒙皮和骨架结构组成。
机翼的基本结构元件是由纵向骨架、横向骨架以及蒙皮和接头等组成。
⏹纵向骨架——沿翼展方向安置的构件。
⏹横向骨架——沿翼弦方向安置的构件。
10（1）机翼蒙皮☐蒙皮的直接功用是保持机翼外形和承载，蒙皮将作用在上面的局部气动力传给结构骨架。
在总体承载时，蒙皮和翼梁或翼墙的腹板组合在一起，形成封闭的盒式薄壁结构承受翼面扭矩，与长桁一起形成壁板承受翼面弯矩引起的轴力。
第一章 飞机结构(2)
• 单块式机翼的受力特点是：弯曲引起的轴 向力由蒙皮、桁条和缘条组成的整体壁板 承受。剪力由翼梁腹板承受。扭矩由蒙皮 与翼梁腹板形成的闭室承受。 • 单块式机翼的优点是：① 通较好地保持翼 型。② 抗弯、扭刚度较大。③ 受力构件 分散。 • 缺点是：①不便于开大舱口。②不便于承 受集中载荷。③接头联接复杂。
• 梁式机翼的受力特点是：弯曲引起的轴向 力主要由翼梁的缘条承受。剪力由翼梁的 腹板承受。 • 对双梁式机翼的扭矩可由前后梁腹板与上 下蒙皮组成的盒段（合围框）、前梁腹板 与前缘蒙皮组成的盒段承受。 • 梁式机翼的主要受力构件是翼梁，因此， 它具有便于开口、与机身 (或机翼中段) 连 接较简便等优点。
•
机翼在外部载荷作用下，象一根固定在机 身上的悬臂梁一样，要产生弯曲和扭转变 形，因此，在这些外载荷作用下，机翼各 截面要承受剪力、弯矩和扭矩。 机翼结构质量力是机翼结构重量和它在飞 行中产生的惯性力的总称，即机翼结构重 量和变速运动惯性力。
•
(升力) Y
R (总空气动力)
X (阻力)
相对气流方向
• 加强翼肋除具有上述作用外，还要承受和 传递较大的集中载荷。
1.3
机翼结构
1.3.1 机翼的功用
产生升力。当它具有
上反角时，可为飞机提 供一定的横侧稳定性。
有横向操纵用的副翼、
扰流片等。为了改善机翼 的空气动力效用 在机翼的前、后缘越来 越多地装有各种形式的襟翼、 缝翼等增升装置，以提高 飞机的起降或机动性能。 机翼上常安装有起落架、 发动机等其它部件。机翼 的内部空间常用来收藏主 起落架和贮存燃油 .
蒙皮
• 单块式机翼 现代飞机多采用单块式机翼。 单块式机翼的构造特点是：蒙皮较厚；桁条 较多而且较强；翼梁的缘条较弱，有时缘 条的横截面积和桁条差不多。
飞机结构讲解介绍课件
起落架内部通常装减震器，吸收着陆 时冲击力，保护机体受损坏。此外， 起落架还装刹车系统，通过刹车片与 轮毂之间摩擦力实现飞机减速。
起落架结构材料技术
总结词
起落架结构材料主包括钢、铝合金复合材料等，制造技术包括焊接、机械加工热处理等。
详细描述
传统起落架结构材料主包括钢铝合金，些材料具较高强度耐腐蚀性。随着复合材料技术发展，一些先进起落架也 开始采复合装材制造，减轻重量提高结构效率。制造起落架涉及技术包括焊接、机械加工热处理等，些技术能够 确保起落架结构强度稳定性。
按发动机类型类
可活塞式发动机飞机、喷气式 发动机飞机螺旋桨式发动机飞
机等。
飞机结构重性
安全可靠性
飞机结构必须能够承受飞行过 程中各种载荷应力，保证飞行
安全可靠性。
经济性
飞机结构设计制造需考虑成本 经济效益，降低飞机制造成本 使成本。
舒适性
飞机结构设计还需考虑乘客舒 适性，如机身振动噪音等。
环保性
现代飞机结构设计还需考虑环 保求，如减排降噪等。
总结词
尾翼内部结构包括骨架、蒙皮操纵机构等部 些部协同工作实现尾翼功能。
详细描述
尾翼骨架通常由金属材料制成，如铝合金或 复合材料，支撑蒙皮并提供必刚度。蒙皮则 覆盖骨架提供尾翼外观气动性能。操纵机构 则连接飞行控制舵面与机身舵机，通过舵机 转动改变尾翼角度，进而控制飞机方向姿态
。
尾翼结构材料技术
总结词
详细描述
机翼内部主梁主承力结构，承受飞行中各种应力。主梁附桁条，加强机翼结构强 度。蒙皮则紧密附着桁条形成机翼外表面。些内部结构共同支撑机翼形状，确保 其能够承受飞行中各种应力。
机翼材料技术
总结词
现代飞机机翼通常采复合材料或铝合金制造，提高强度、减轻重量并满足各种飞行条件性能求。
飞机结构介绍课件
复合材料在飞机制造中的应用包括机身、 机翼、尾翼、发动机罩等部件。
特殊材料
01 铝合金：强度高、 重量轻、耐腐蚀
02 钛合金：强度高、 耐高温、耐腐蚀
03 复合材料：强度高、 重量轻、耐腐蚀
04 陶瓷材料：耐高温、 耐磨损、耐腐蚀
05 碳纤维：强度高、 重量轻、耐腐蚀
06 玻璃纤维：强度高、 重量轻、耐腐蚀Leabharlann 维修与更换12
3
4
定期检查：检查飞机各 部件的磨损情况，及时
发现问题
维修方案：根据检查结 果制定维修方案，包括
更换部件、修复等
保养措施：定期进行飞 机清洁、润滑等保养工 作，延长飞机使用寿命
更换部件：根据维修方 案更换损坏的部件，确
保飞机安全
安全操作
01
定期检查：检查飞机
各部件是否正常，确
保安全飞行
导航系统的应用：广泛 应用于民航、军用航空 等领域，是飞机安全飞 行的重要保障
01
02
03
04
飞机的制造材料
金属材料
1
2
铝合金：飞机的主要结构材料， 具有强度高、重量轻、耐腐蚀
等优点
钛合金：具有高强度、耐高温、 耐腐蚀等优点，常用于制造飞
机的承力构件
3
钢：具有高强度、高韧性等优 点，常用于制造飞机的起落架、
发动机等部件
4
复合材料：具有重量轻、强度 高、耐腐蚀等优点，常用于制
造飞机的蒙皮、机翼等部件
复合材料
复合材料是一种由两种或两种以上材料 组成的材料，具有比单一材料更高的强
度、刚度和耐热性。
复合材料在飞机制造中广泛应用，如碳 纤维增强塑料（CFRP）、玻璃纤维增
第一章 飞机结构概论
19
飞 机 过 载
正 最大正过载 限 制 当 量 速 度 压 速 许 允 大 最
最大
过载
20
机动飞行包线
21
（二）突风过载飞行包线
突风过载飞行包线与机动飞行包线一样，也是以飞机过 载ny、速压q和升力系数Cy为基本参数，画出的一条封闭曲线 ，将飞机在不稳定气流中可能出现的飞行情况包围起来。与 机动飞行包线不同的是，此时飞机的过载ny是由于飞行中遇 到不稳定气流而形成的。 我国民用航空条例第25部，关于运输类飞机适航标准规 定了三种突风速度：
34
1、蒙皮
蒙皮的直接功用是形成流线型的机翼外表面。
2、长桁（也称桁条）
长桁是纵向骨架中的重要受力元件之一，其主要功用是 支持蒙皮，防止在空气动力作用下产生过大的局部变形，并 与蒙皮一起把空气动力传到翼肋上去；提高蒙皮的抗剪和抗 压稳定性，使蒙皮能更好地参与承受机翼的扭矩和弯矩；长 桁还能承受弯矩引起的部分轴力。
24
1、总空气动力的大小和方向
飞行中，机翼上作用有升力和阻力，由图可以看出，机 翼上总的空气动力大小为：
Pa = Yw cos θ
C x,w θ = arctan C y ,w
= Y w ≈ Y w ≈ Y = ny,ser G f Pa cosθ
N ≈ Pa ≈ ny,ser G f
Y 1 S = 1 ± Cα ρ V 0W y G 2 G
10
４、过载的意义
飞机的过载值 飞机所受的实际载荷大小 ＋ 作用的方向（根据过载的正负来判断） 便于设计飞机结构，检验其强度、刚度是否满足要求
11
（二）飞机各部位的局部过载
飞机的局部过载沿飞机长度是按直线规律变化的 当飞机绕重心有一个抬头的角加速度 εz 时，在机身上 某一点i处，就会产生一个线加速度，从而产生附加的过载。
飞机结构--飞行操纵系统
缺点
刚度较小 弹性间隙 操纵灵敏度差 钢索在滑轮处容易磨损 构造复杂 重量加大 难于“ 难于“绕”过机内设备 易与发动机发生共振
混合 兼有硬式和软式的优点和缺点
钢索
只承受拉力， 只承受拉力，不能承受压力 用两根钢索构成回路， 用两根钢索构成回路，以保证舵面能在两 个相反的方向偏转
钢索构造和规格
规格型号 7×7
特点： 特点：操纵信号由驾驶员发出 组成： 组成：
飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统（主操纵系统） 飞机的俯仰、滚转和偏航操纵系统（主操纵系统） 增升、增阻操纵系统，人工配平系统等（辅助操纵系统） 增升、增阻操纵系统，人工配平系统等（辅助操纵系统）
自动飞行控制系统
特点： 特点：
操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制， 操纵信号由系统本身产生，对飞机实施自动和半自动控制，协 助驾驶员工作或自动控制飞机对扰动的响应
股数
7×19
钢丝数
钢索构造和规格
类型
碳钢、不锈钢
尺寸
1/16到3/8英寸 名义直径相同的钢索，股数越多，它的柔性越好； 名义直径相同，股数相同，钢丝数越多，柔性就 越好。
钢索预紧
∆T M铰
+∆T’
T0
M铰
T0 -∆T’
固有缺陷——弹性间隙 弹性间隙 固有缺陷
弹性间隙
钢索承受拉力时，容易伸长； 钢索承受拉力时，容易伸长；由于操纵系统的弹性变形而产生的 间隙” “间隙”称为弹性间隙 危害：弹性间隙太大， 危害：弹性间隙太大，会降低操纵的灵敏性 解决措施： 解决措施：钢索预紧 常见故障——断丝（滑轮、导向器部位） 断丝（ 常见故障 断丝 滑轮、导向器部位）
助力操纵系统
液压助力 电助力
涡轮发动机飞机结构与系统
涡轮发动机飞机结构与系统第一章：飞机结构1.分布载荷实例：空气动力对机翼的载荷，作用在机体表面的气动载荷2.动载荷实例；飞机着陆时起落架受到的地面撞击力.3.过载;沿纵轴过载n x沿立轴过载n y：对飞机结构影响较大的过载是n y沿横轴过载n z飞行过载n y：作用在飞机上的升力L和飞机重量W之比n y=L/W部件过载：根据作用在飞机重心处升力L和飞行重量W之比得出过载n Y值n x=p x/p o；n y=p y/p o;n z=p z/p on X，n y，n z——-—--起落架的水平垂直侧向载荷系数P x，p y，p z---—-—起落架承受的水平，垂直和侧向载荷P o——-—-——起落架的停机载荷4.飞机结构的承载能力表现在对飞机的使用限制和飞机结构余量两个方面5.（1）飞行包线是以飞机在飞行中的使用限制条件。
可将飞行中可能出现的空速和过载系数的各情况用速度-----过载飞行包线表示出来。
(2)飞行包线是以飞行速度，高度和过载等作为界限的封闭几何图形，用以表示飞机的飞行范围和飞行限制条件。
6.飞机结构承载余量----—-—安全系数和剩余强度数值7.设计载荷与使用载荷之比叫安全系数fF=p设计/p使用(安全系数采用1.5）8.剩余强度系数应该略微大于11。
1.2飞机结构适航性要求和结构分类1.飞机结构的适航性要求：(1）结构的强度，（2)结构的刚度（3）结构的稳定性（4）结构的稳定性2.载荷作用下的5种基本变形:a.拉伸变形b。
压缩变形c。
剪切变形d.扭转变形e。
弯曲变形3.飞机结构基本元件1。
杆件2。
梁元件3。
板件4.飞机结构件：1。
杆系结构2。
平面薄壁结构3.空间薄壁结构飞机结构疲劳设计1.安全寿命设计：是建立在无裂纹的基础上，当结构在疲劳载荷作用下出现客观的可检裂纹时,就到了结构的安全寿命终点了2。
安全寿命设计有如下几点不足之处：1。
不能确保飞机结构的使用安全2。
不能充分发挥飞机结构的使用价值3。
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单块式机翼：梁弱，多长 桁、厚蒙皮
• 由蒙皮、桁条和缘条组 成一整块构件。现代飞 机多采用单块式机翼。
桁条
蒙皮
纵向元件有翼梁、长桁、墙(腹板) 横向元件有翼肋(普通翼肋和加强翼肋) 以及包在纵、横元件组成的骨架外面的蒙皮
一、蒙皮：蒙皮的直接功用是形成流线型的机翼外表面。 蒙皮受到垂直于其表面的局部气动载荷；
蒙皮还参与机翼的总体受力—— 它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起， 形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭矩
飞
机
结
构航 空
工 程 学
孟 令
院兵
第0章 授课计划
授课内容 第一章 飞机结构 第二章 重量与平衡 第三章 液压系统 第四章 起落架系统 第五章 飞机飞行操纵系统 第六章 座舱环境控制系统 第七章 防水排雨系统 第八章 飞机燃油系统 第九章 飞机防火系统 第十章 飞机电子系统
课时 12 8 8 8 6 6 4 4 4 4
• 加强翼肋：除具有普通翼肋的功用 外，还作为机翼结构的局部加强件， 承受较大的集中载荷或悬挂部件。
翼肋RIB
形成并维持翼剖面之形状；并将纵向骨架与蒙皮连成一体； 把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁。
68
蒙皮
• 承受空气动力，形成和维持机翼外形，并承受扭矩，有 些机翼蒙皮还承受弯矩。
接头
• 特点：蒙皮较厚；桁条 较多而且较强；弯曲引 起的轴向力由蒙皮、桁 条和缘条组成的整体壁 板承受。
• 优点：能较好的保持翼 形；抗弯、扭刚度较大； 受力构件分散；
• 缺点：不便于开大舱口； 不便于承受集中载荷； 接头连：接复杂。
3.多墙式机翼：梁弱，多纵墙，厚蒙皮。
特点：有较高的应力水平和结构效率，刚度大，受 力分散，破损安全特性好，但不易大开口，连接 复杂。
机翼结构
机翼
• 主要功用是为飞机提供 升力，以支持飞机在空 中飞行，也起一定的稳 定和操纵作用。在机翼 上一般安装有副翼和襟 翼。操纵副翼可使飞机 滚，放下襟翼能使机翼 升力系数增大。另外， 机翼上还可安装发动机、 起落架和油箱等。
机身
主要功用是装载乘员、 旅客、武器、货物和各 种设备，还可将飞机的 其它部件如尾翼、机翼 及发动机等连接成一个 整体。
尾翼
• 尾翼：包括水平尾翼（平 尾）和垂直尾翼（垂尾）。 水平尾翼由固定的水平安 定面和可动的升降舵组成。 垂直尾翼则包括固定的垂 直安定面和可动的方向舵。 尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，以及 保证飞机能平稳地飞行。
起落装置
飞机的起落架大都由 减震支柱和机轮组成， 作用是起飞、着陆滑 跑，地面滑行和停放 时支撑飞机。
翼梁
一般由缘条和腹板等组成，功用是承受弯矩和剪力。梁的上下缘 条承受由弯矩引起的轴向力N拉、N压。剪力则主要由腹板承受。
结构
62
翼梁SPAR
• 最强有力的纵向构件，承受全部或大部分的弯矩 和剪力。翼梁由缘条、腹板和支柱等组成，剖面 多为工字型。翼梁固定在机身上。
63
纵墙
纵墙与翼梁构造相似， 但缘条很弱，甚至没有 缘条。它多布置在靠近 前后缘处,用于传递切力 载荷,增加机翼扭转刚度。
• 加强翼肋除具有上述作用外，还要承受和传递较 大的集中载荷。
ΔQ
Δ q1
Δ M扭
Δ q扭 Δ q2
刚心
• 在开口端部或翼根部位的加强翼肋，其主要功用 是把机翼盒段上由一圈闭合剪流构成的扭矩，转 换成一对垂直力构成的力偶分别传给翼梁或机身 加强框。
A—A 截面
B—B 截面
缘条
腹板
A—A 截面
支柱
飞机载荷
• 重力 • 升力 • 阻力 • 推力
飞行载荷和过载
飞机载荷： 飞机在滑行、起 飞、着陆和飞行 中所受的气动力、 重力、推（拉） 力和地面反作力。
重点是升力的变化
10
伯努利定理 BERNOULLI’S PRINCIPLE OF PRESSURE
气体流动速度增加会导致流体压力降低
v2 0 1.2.1.1飞机在飞行中的升力
Y
CY
1 2
2S
美式 LIFT =CL. ½ V².S
12
迎角AOA和升力系数CY
垂直平面内作曲线飞行时的受载情况
垂直平面内作曲线飞行时的受载情况
L- Gcosθ=mv2/r
升力-重力分量=惯性离心力
通常情况下，飞机的切线 加速度比向心加速度小得多， 因此可以忽略不计。
水平平面内作曲线飞行时的受载情况
桁条
翼肋 桁条
蒙皮
翼肋
长桁: 第一是支持蒙皮，防止蒙 皮因受局部空气动力而产 生变形过大； 第二是把蒙皮传来的气动 力传给翼肋： 第三是同蒙皮一起承受由 弯矩而产生的拉、压力。
各种长桁 （a）（d）挤压成型 （b）（c）板弯成型
2019/9/28
三、翼肋
• 翼肋是机翼结构的横向受力构件
• 翼肋按其功用可分为普通翼肋和加强翼肋两种。
D—D 截面 C—C 截面
腹板式翼梁
B—B 截面
整体式翼梁
四、翼梁
• 翼梁由腹板和缘条(也称凸缘) 组成。缘条横剖面形状多为 “T”型材或角型材。腹板上还 铆接上许多支柱，这些支柱起 连接翼肋和提高腹板受剪稳定 性的作用。缘条和腹板的横剖 面面积，由翼尖向翼根逐渐增 大。
• 翼梁的主要功用是承受机翼的 剪力和部分或全部弯矩 。
机翼
功用： 1. 产生升力 （主要作用） 2. 使飞机具有横侧安定性和操纵性 3. 安装发动机、起落架、油箱及其
它设备
翼根 前缘 后缘 翼尖
机翼的四部分
机翼结构
机翼结构
襟翼滑轨整流罩， 它的里面是襟翼传 动装置，用来控制 襟翼运动的。
机翼油箱
后缘襟翼
前缘襟翼
扰流板
上反角和下反角
作用在机翼上的外载荷
作用在起落架上的外载荷
弹性变形：外力去除后变形完全消失
塑性变形：外力去除后无法自行恢复
刚度：抵抗变形的能力
强度：抵抗破坏的能力
硬度：抵抗侵入的能力
稳定性：抵抗失稳破坏的能力
内力：在外力作用下，引起物体内部相互作用的力。
应力：单位面积上的内力
机翼的主要作用是产生升力
• 蒙皮是构成并保持机翼形状不可缺少的结构
布质蒙皮机翼 元件。早期飞机上的布质蒙皮(蒙布)仅起维持外
形的作用，气动力通过蒙布的张力传递给机翼骨 架。随着飞行速度的提高，气动载荷增大，蒙布 因难以保持外形而渐被淘汰。
• 飞行者一号”的机翼是由云杉木和帆布构成，飞行 员通过线缆和铰链来控制机翼的弯曲和扭转。
直支柱
斜支柱 缘条
桁架式翼梁
翼梁:一般由缘条和腹 板等组成。主要功用是 承受弯矩和剪力。梁的 上下缘条承受由弯矩引 起的轴向拉、压内力。 剪力则主要由腹板承受。
五、纵墙(包含腹板)
• 纵墙的缘条比梁缘条弱得多，但大多强于一般长桁，纵墙与机身 的连接为铰接。有些腹板没有缘条，有些腹板的缘条与长桁一样 强。墙和腹板一般都不能承受弯矩，但可以与蒙皮组成封闭的盒 段来承受机翼的扭矩。后墙则还有封闭机翼内部容积的作用。
水平平面内作曲线飞行时的受载情况
Lcosβ=G
升力的竖直分量=重力
cosβ＜1，所以升力大于重力
1.2.1.3水平面内曲线飞行载荷
升力
垂直分量平衡重力 水平分量提供向心力
18
水平平面内作曲线飞行时的受载情况
作用于飞机某一方向的除重力之外 的外载荷与飞机重力的比值，称为
该方向的飞机重心过载，用n表示。
纵墙(腹板):相当于翼 梁，但缘条很弱，甚至 没有缘条。墙一般不能 承受弯矩，所以与机身 的连接为铰接，但纵墙 能承受剪力，可和蒙皮 组成封闭盒段承受扭矩。
1.腹板 2.弱缘条
接头:用来连接机翼与 机身，把机翼上的力传 递到机身隔框上。接头 分为固接和铰接两种， 固接的接头，接点既不 可移动，也不可转动； 因此，它既能传递剪力 又能传递弯矩。铰接不 可移动、但可以旋转， 只传剪力，不传弯矩。
2019/9/28
• 腹板式普通翼肋通常都用铝合金板制成，其弯边用来同蒙 皮和翼梁腹板铆接。周缘弯边和与它铆接在一起的蒙皮， 作为翼肋的缘条承受弯矩。翼肋的腹板则承受剪力。这种 翼肋的腹板，强度一般都有富裕，为了减轻重量，腹板上 往往开有大孔。利用这些大孔还可穿过副翼、襟翼等传动 构件。为了提高腹板的稳定性，开孔处往往还压成卷边， 有时腹板上还铆着加强支柱，或者压成凹槽。
• 较准确的计算（重量重心、 气动、性能和操控稳定性）
• 模型吹飞试验
详细设计（90%人员）
• 结构和系统设计（部件和各系统的总图、 装配图、零件图）
• 详细的重量计算及强度计算报告 • 静强度、动强度和寿命试验 • 系统的地面台架试验
美国波音公司对飞机进行极限测试
固定翼飞机机体的组成
• 机身 • 机翼 • 安定面 • 飞行操纵面 • 起落架
当蒙皮较厚时，它常与长桁一起 组成壁板，承受机翼弯矩引起的轴力。
蒙皮分为：布质蒙皮、金属铆接蒙皮、 整体蒙皮（壁板式蒙皮）、夹芯蒙皮等
布质蒙皮:只受空气动力
蒙皮:承受局部空 气动力，形成和 维持机翼外形， 并承受扭矩，有 些机翼蒙皮还承 受弯矩。
（a）金属蒙皮（b）整体壁板（蒙皮）
2019/9/28
• 普通翼肋的功用是：构成并保持规定的翼型；把 蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传递给翼梁腹 板，而把局部空气动力形成的扭矩，通过铆钉以 剪流的形式传给蒙皮；支持蒙皮、桁条、翼梁腹 板，提高它们的稳定性等。