第一章 飞机结构
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
第一章 第 15 页
●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。
第一章 第 2 页
●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。
飞机构造之结构
机结构1.1.概述固定机翼飞机的机体由机身、机翼、安定面、飞行操纵面和起落架五个主要部件组成。
直升机的机体由机身、旋翼及其相关的减速器、尾桨（单旋翼直升机才有）和起落架组成。
机体各部件由多种材料组成，并通过铆钉、螺栓、螺钉、焊接或胶接而联接起来。
飞机各部件由不同构件构成。
飞机各构件用来传递载荷或承受应力。
单个构件可承受组合应力。
对某些结构，强度是主要的要求；而另一些结构，其要求则完全不同。
例如，整流罩只承受飞机飞行过程中的局部空气动力，而不作为主要结构受力件。
图1-错误！未指定顺序。
平飞时飞机的受载飞机作不稳定的平飞时，推力与阻力是不相等的。
推力大于阻力，飞机就要加速；反之，则减速。
由于在飞机加速或减速的同时，飞行员减小或增大了飞机的迎角，使升力系数减小或增大，因而升力仍然与飞机重力相等。
平飞中，飞机的升力虽然总是与飞机重力相等，但是，飞行速度不同时，飞机上的局部气动载荷（局部空气动力）是不相同的。
飞机以小速度平飞时，迎角较大，机翼上表面受到吸力，下表面受到压力，这时的局部气动载荷并不很大；而当飞机以大速度平飞时，迎角较小，对双凸型翼型机翼来说，除了前缘要受到很大压力外，上下表面都要受到很大的吸力。
翼型越接近对称形，机翼上下表面的局部气动载荷就越大。
所以，如果机翼蒙皮刚度不足，在高速飞行时，就会被显着地吸起或压下，产生明显的鼓胀或下陷现象，影响飞机的空气动力性能。
1.2.2.飞机在垂直平面内作曲线飞行时的受载情况飞机在垂直平面内作曲线飞行的受载情况如图1-2所示。
这时，作用于飞机的外力仍是飞机的重力、升力、阻力和发动机的推力。
但是，这些外力是不平衡的。
曲线飞行虽是一种受力不平衡的运动状θ)就是飞机图1-错误！未指定顺序。
飞机在水平转弯时的受载1.2.4. 飞机过载在曲线飞行中，作用于飞机上的升力经常不等于飞机的重量。
为了衡量飞机在某一飞行状态下受外载荷的严重程度，引出过载(或称载荷因数)这一概念。
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。
第一章飞机结构
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；
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
9
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
2
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。
飞机结构介绍-课件 (一)
飞机结构介绍-课件 (一)飞机结构介绍-课件飞机是一种非常复杂的机器，由许多部分构成。
这些部分一起工作，使飞机能够起飞、飞行和降落。
在本文中，我们将更详细地了解一些飞机的主要结构部分。
1. 机身飞机的机身是整个飞机最大、最重要的部分。
它通常被称为飞机的“躯干”，起着支撑和保护其他部分的作用。
机身由多个部件构成，包括壳体、翼下盖、起落架和液压系统。
2. 机翼机翼是飞机的主要升力部件。
它们带有多个部件，包括翼展、翼面积和翼端。
翼展是机翼的长度。
翼面积是机翼下面的面积。
翼端是支撑翼展的部分。
机翼上还有襟翼和襟缝，襟翼是在机翼前端向下伸出的部件，以增大机翼的升阻比；襟缝则是为了使翼前向下部分的充气率增大，从而增加升力和改善沟通情况。
3. 推进器推进器是发动机推力的部分。
它们可以是螺旋桨或喷气式推进器。
螺旋桨由至少一个旋转的桨叶组成，以产生推力，驱动叶片旋转；喷气式推进器由发动机喷出的高速气流产生推力。
4. 发动机发动机是飞机的重要组装部件。
通常分为往复式发动机，涡轮螺旋桨发动机和涡喷发动机等。
往复式发动机是最常见的发动机，运行方式类似于汽车发动机。
涡轮螺旋桨发动机主要用于支持小型飞机或直升机。
涡喷发动机则主要用于大型民用飞机和军用飞机。
5. 机尾部件机尾部件是飞机的后部。
它包括方向舵、高度舵和俯仰舵。
这些部件可以通过飞行员的操纵杆和脚蹬进行操作，以控制飞机的方向和飞行高度。
6. 起落架起落架是可以伸缩的三角形构架，它可在起飞和降落时支撑整个飞机。
它由前轮和后轮构成，并且可以收起，以减少阻力和空气阻力。
7. 电气系统电气系统是飞机上的电力系统，它提供了飞机所需的电力，以支持各种设备，例如航电系统，通信设备和仪表板。
电气系统由多个部件构成，包括发电机、电池和电线。
总之，飞机的构造非常复杂，由多个部分构成。
这些部分的组合使得飞机飞行、降落和操纵时能够更加可靠和安全。
了解这些飞机部分的功能和组织结构，可以帮助大家更好地理解和欣赏飞机的优美和飞行原理。
第一章 飞机尾翼结构知识点总结
飞机尾翼图1.248尾翼的组成1 安定面的构造图1.249水平安定面结构1—玻璃纤维蜂窝结构；2—升降舵铰链；3—内侧升降舵；4—玻璃纤维蜂窝结构后缘；5—水平安定面中央段；6—蒙皮接合板；7—铰接翼肋；8—固定后缘；9—铝合金梁和翼肋；10—可拆卸板；11—铝蜂窝结构；12—加强条；13—铰链；14—翼肋；15—后梁；16—蒙皮板件；17—前梁；18—作动筒接头；19—开式接近孔；20—可拆卸前缘；21—辅助梁；22—钣金件翼肋；23—水平安定面外侧段2 舵面的构造和连接图1.250某型飞机升降舵构造1—翼肋；2—加强片；3—蜂窝夹芯；4—升降舵调整片；5—梁；6—配重；7—带齿加强片；8—接近舱口盖；9—后缘3 舵面与安定面连接1.2.4 飞机结构装配1 机翼与机身连接1) 有中央翼的机翼连接(1) 机翼和机身框各自独立结构的连接。
(2) 中央翼梁与机身对接框为整体结构时的连接。
图1.251机翼与机身隔框独立时的连接形式图1.252中央翼梁与机身隔框为一整体时的连接形式2) 无中央翼的机翼连接(1) 集中式连接。
图1.253集中式连接(a) 铰接接头；(b) 固接接头(2) 分散式对接。
①梳状型材接头围框对接。
图1.254梳状型材接头围框对接②多个单接头围框对接。
2 尾翼与机身连接3 起落架连接1) 前起落架连接图1.255为某型飞机前起落架与机身连接处机身的结构布置。
它是由相互连接的两个纵梁、梁两端的两个加强框以及加强板组成的。
纵梁由上下冲压缘条、腹板、垂直支柱、斜向型材和垂直型材组成。
纵梁通过型材固定在机身加强隔框上。
纵梁上固定有前起落架支柱和撑杆的固定接头。
图1.255前起落架与机身连接2) 主起落架连接主起落架通常安装在机翼靠近翼根的部位。
位于机翼的主起落架是通过其减震支柱上的前/后轴颈、侧撑杆和阻力撑杆与机翼和机身相连接，如图1.256所示。
飞机结构讲解介绍课件
飞机检修的周期和内容
定期检修
根据飞机的类型和飞行小时数， 飞机需要进行定期检修，包括起 落架、发动机、机翼等关键部件
的检查和维修。
飞行前检查
每次飞行前，机组人员会对飞机进 行简短的目视检查，确保没有明显 的损坏或异常情况。
飞行后检查
每次飞行后，机组人员会对飞机进 行详细检查，包括发动机、起落架、 机身等部分，确保飞机在下次飞行 前处于良好状态。
起落架的材料和制造工 艺
要点一
总结词
要点二
详细描述
起落架材料多为高强度铝合金或复合材料，制造工艺涉及 精密铸造和焊接等。
高强度铝合金具有轻质、高强度和耐腐蚀等优点，广泛应 用于起落架制造。复合材料则具有更高的强度和刚度，适 用于现代高性能飞机的起落架。制造工艺涉及精密铸造、 焊接、机械加工等多种技术，以确保起落架的精度和可靠性。
飞机结构的维修和保养
表面清洁
定期对飞机表面进行清洁，去除尘土、 污垢和鸟粪等污染物，保持飞机外观 整洁。
防腐处理
对飞机的金属部分进行防腐处理，如 喷涂防锈漆、涂抹防腐剂等，以延缓 腐蚀过程。
紧固件检查与更换
定期检查飞机的紧固件，如螺丝、铆 钉等，如有松动或损坏及时更换。
结构损伤修复
对于发现的飞机结构损伤，如裂纹、 凹陷等，及时进行修复或更换受损部 件。
转运动。
起落架
用于起飞、降落和地面滑行， 由支柱、轮子和减震器等组成。
飞机结构分类
01
02
03
按机翼数目
可分为单翼机、双翼机和 多翼机。
按机翼固定方式
可分为固定翼机和旋翼机。
按用途
可分为民用飞机、军用飞 机和通用航空器等。
飞机结构材料
第一章 飞机结构概论【飞机结构】
3、机动飞行包线 根据空气动力学原理，在一定的飞行速度下，
各种飞机的最大使用过载ny,ser,max ，主要是 由飞机的机动飞行能力，飞行员生理上的限制，以 及 素在确大型飞 定运行 的输中 。机因：气+3流～4不稳定而可能受到的外载荷等因
－1.5～2.5
２、飞机的最大允许速压
速压：q
V2
2
飞机平飞时，可以根
据飞机在不同高度时的需 用推力和发动机的可用推 力之间的关系，确定出各 个高度上的最大平飞速度 vH,max。
飞机结构设计的主要指标之一；
飞机在y轴方向的过载ny等于飞飞机机结升构强力度Y的与主要飞取机决因重素量G 飞的机本比身值的轴，，并非空间绝对轴
飞机在x轴方向的过载nx等于发动机推力与飞机阻力
３、过载的大小
飞机的重心过载大小取决于飞行时升力的大小 和方平向飞。过载的正负号与升力的正负号一致。
Y
ny 垂直机
突风的方向向上时，升力增量为正；突风的方向向下时，升力增量为负。
二、飞机的过载 （一）飞机重心的过载 １、过载的基本概念
飞机在某一飞行状态下所受的除重力以外的外 载荷同飞机重量做比较，称为过载（载荷因数）。
２、过载的定义 作用在飞机的某方向的除重力之外的外载荷与
飞机重量的比值，称为该方向的飞机重心过载，用 ｎ表示。
（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
εz
当飞机绕重心有一个抬头的角加速度 时，
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。
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。
第一章-飞机结构
从起落架旳配置看，下单翼最优。
第一章 飞机结构
上单翼飞机具有向下视界广阔。多数上单翼
飞机存在起落架高，不易收放，飞机重量大
旳缺陷。但当代大型运送机因为机身很宽，
起落架可安装在机身下部，起落架高、不易
收放旳缺陷能够防止。
第一章 飞机结构
中单翼飞机旳气动阻力最小，起落架也比上
大；垂直分速是在飞机与地面相对撞击后很
短旳时间内消失旳，故飞机沿垂直方向旳撞
击力较大。飞机着陆接地时承受旳载荷，主
要就是作用于起落架旳垂直撞击力。飞机接
地时垂直方向旳过载，为作用于起落架上旳
垂直撞击力与飞机重量旳比值。
第一章 飞机结构
假如飞机没有绕重心旳角加速度，则部件
旳过载就等于飞机重心旳过载；不然，还
心过载，用n表达。
第一章 飞机结构
飞机在Y轴方向旳过载，等于飞机升
力（Y）与飞机重量旳比值，即
Y
ny
G
第一章 飞机结构
飞机在X轴方向旳过载等于发动机推力P
与飞机阻力X之差与飞机重量旳比值，即
(P X )
nx
G
第一章 飞机结构
飞机在Z轴方向旳过载等于飞机侧向力（Z）
与飞机重量旳比值，即
能更加好地承受机翼旳扭矩，而且能同桁条
一起承受机翼旳大部分弯矩。
单块式机翼构造是由蒙皮、桁条和缘条构
成一种整块构件来承受弯矩所引起旳轴向力。
第一章 飞机结构
✓单块式机翼旳受力特点是：
弯曲引起旳轴向力由蒙皮、桁条和缘条
构成旳整体壁板承受。
剪力由翼梁腹板承受。
扭矩由蒙皮与翼梁腹板形成旳闭室承受。
第一章 飞机结构
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。
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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第一章
飞机结构
中单翼飞机的气动阻力最小，起落架也比上 单翼飞机低。机翼直接穿过机身中部，结构 受力形式好，便于采用翼身融合体结构。因 此，现代战斗机多为中单翼飞机，如F-16、 苏-27等。缺点是机翼结构穿过机身中部影响 机身空间的利用。
第一章
飞机结构
下单翼飞机的最大优点是起落架短、重量 轻，易于收放，迫降时易于保证旅客安全。 缺点是气动阻力大。
第一章
飞机结构
1.4.6 机翼结构形式
1.4.6.1 布质蒙皮机翼
第一章
飞机结构
布质蒙皮机翼的受力特点： 布质的蒙皮不能承受弯矩、扭矩，只能承 受张力。 弯矩主要由翼梁缘条承受。 剪力主要由翼梁腹板承受。 扭矩主要由翼梁、加强翼肋和张线组成的 桁架承受。 只适用于低速飞机
第一章
飞机结构
1.4.6.2 金属蒙皮机翼
第一章
飞机结构
1.4.2 机翼的配置
单翼机：上单翼、中单翼和下单翼。 从机翼与机身的干扰阻力看，中单翼最优。 从机身内部容积的利用率看，上单翼最优。 从起落架的配有向下视界广阔。多数上单翼 飞机存在起落架高，不易收放，飞机重量大 的缺点。但现代大型运输机由于机身很宽， 起落架可安装在机身下部，起落架高、不易 收放的缺点可以避免。
第一章
飞机结构
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。
第一章
飞机结构
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。
第一章
飞机结构
过载系数的实用意义 它是飞机设计中很重要的一个原始参数， 与飞行状态机动性密切相关。 过载可由过载表测量获得
第一章
飞机结构
二、过载的大小 在不同的飞行状态下，飞机重心过载的大 小往往不一样。过载可能大于1、小于1、 等于1、等于零甚至是负值。
第一章
飞机结构
ny 的正、负号与升力的正、负号一致， 而升力的正、负号取决于升力与飞机Y轴 （立轴）的关系。如果升力的方向与Y轴 相同，则取正号；反之则取负号。
机翼的典型受力形式有：梁式、单块式、 多腹板式或混合式等薄壁结构，此外还有 一些厚壁结构(如整体壁板式)的机翼。
第一章
飞机结构
单梁式
梁式机翼通常有单梁式和双梁式两种。
第一章
飞机结构
双梁式
第一章
飞机结构
梁式机翼结构特点：
装有一根或两根强有力的翼梁，蒙皮很薄， 桁条的数量不多而且较弱，有些机翼的桁 条还是分段断开的。
第一章
飞机结构
直升机
第一章
1.2 飞机载荷
飞机结构
飞机载荷主要有：飞机重力、升力、阻力、 发动机推力、地面撞击力。 其中，升力和地面撞击力对飞机结构的影 响最大。
第一章
飞机结构
1.2.1 平飞中的受载情况
飞机做等速直线水平飞行时，作用在飞机上 的外载荷有：升力Y、阻力X、重力G和推 (拉)力P。
飞机在Y轴方向的过载，等于飞机升 力（Y）与飞机重量的比值，即
ny
Y G
第一章
飞机结构
飞机在X轴方向的过载等于发动机推力P 与飞机阻力X之差与飞机重量的比值，即
nx (P X ) G
第一章
飞机结构
飞机在Z轴方向的过载等于飞机侧向力（Z） 与飞机重量的比值，即
nz
，
Z G
飞机在飞行中，Y轴方向的过载往往较大， 它是飞机结构设计中的主要指标之一，过 载系数可正，可负；与坐标轴方向一致为 正，反之为负。
第一章
飞机结构
1.2.5 飞机各部位的局部过载 在研究飞机各部件的载荷时，只知道飞机的 过载是不够的，还必须知道部件的过载。 部件过载是该部件在某一飞行状态中的质 量力与其本身重量的比值。当飞机没有对 重心的角加速度时，部件的过载等于飞机 的过载；当飞机有对重心的角加速度时， 飞机重心以外各部件的过载，等于飞机的 过载加上或减去一个附加过载。
第一章
飞机结构
如果飞机没有绕重心的角加速度，则部件 的过载就等于飞机重心的过载；否则，还 要加上由角加速度引起的附加过载。
例如：前三点式起落架飞机以两个主轮接 地时，作用于起落架的载荷对飞机重心的 力矩，要使飞机产生机头下俯的角加速度。 这时，飞机重心后面的部件，其过载等于 飞机重心过载加上一个附加过载；而飞机 重心前面的部件，则应减去一个附加过载。
第一章
飞机结构
2、飞机结构设计 （1）飞机结构部件的初步设计 （2）飞机零构件设计 （3）完成部件的结构图纸 （4）重量和中心计算及强度计算 三、原型机试制阶段 四、试飞定型阶段
第一章
飞机结构
1.1 概述 固定翼飞机的机体的五个主要部件：机身、 机翼、安定面、飞行操作面和起落架。
第一章
飞机结构
第一章
飞机结构
绪论
飞机研制过程： 一、拟订技术要求 1、飞机的类型和基本任务 2、飞机的有效载荷 3、飞机的飞行性能指标
第一章
飞机结构
二、飞机设计阶段 1、飞机总体设计 （1）确定全机主要参数 （2）初步确定外形和尺寸 （3）绘制三面图 （4）初步结构设计 （5）较为详细的重量和重心计算 （6）较为详细的气动性能和操稳计算 （7）绘制总体布置图
第一章
夹层式机翼
飞机结构
第一章
飞机结构
几种机翼构造示意图
第一章
（1） 翼梁
飞机结构
1.4.7 机翼构件构造
第一章
飞机结构
影响最大载荷系数的因素: i. 载荷系数实际反映了飞机的机动性能,因此 越大越好,但对运输机或客机则没有必要太 大。 Ⅱ. 载荷系数又反映了对结构的载荷作用, 载 荷系数越大,表明飞机结构的承载越大,要有 足够的刚、强度，则结构重量大。
第一章
飞机结构
Ⅲ. 载荷系数的载荷作用，不仅对结构有作用， 而且对机载设备及乘员有载荷作用。载荷 系数越大，对他们的作用越强，要视他们 的承受能力而定。 Ⅳ. 飞行时的载荷系数（除突风干扰外），一 般来自于发动机的推力，载荷系数大，结 构要重，发动机的加力性能要好，即剩余 推力要大。 Ⅴ. 载荷系数的影响因素众多，要依据技术性 能要求综合确定,并不是越大越好。
第一章
飞机结构
单块式机翼
现代飞机多采用单块式机翼。
蒙皮
翼肋 桁条 翼梁 副翼
襟翼
第一章
飞机结构
单块式机翼的结构特点： 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。
第一章
飞机结构
单块式机翼结构受力分析： 单块式机翼的蒙皮，不仅具有良好的抗剪 稳定性，而且有较好的抗压稳定性，它不仅 能更好地承受机翼的扭矩，而且能同桁条一 起承受机翼的大部分弯矩。 单块式机翼结构是由蒙皮、桁条和缘条组 成一个整块构件来承受弯矩所引起的轴向力。
空气动力分布载荷
第一章
机翼重力分布载 荷
机翼重力 分布载荷
飞机结构
空气动力分布载荷
P部件
剪力图
弯矩图
①如果机翼上只有 空气动力和机翼结 构质量力，则越靠 近机翼根部，横载 面上的剪力、弯矩 和扭矩越大。 ②当机翼上同时作 用有部件集中质量 力时，上述力图会 在集中质量力作用 处产生突变或转折。
扭矩图
第一章
飞机结构
1.4.3 机翼上的外载荷
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。
第一章
飞机结构
垂直剪 力
垂 直 弯 矩
水 平 弯 矩
水平剪力
扭矩
由于机翼结构沿水平方向尺寸较大，因而水平剪力 和水平弯矩对飞机结构受力影响较小，在受力分析 时只分析垂直剪力、扭矩和垂直弯矩。
第一章
飞机结构
1.4.5 机翼的主要受力构件
纵向元件有翼梁、长桁、腹板。 横向元件有翼肋。
第一章
飞机结构
垂直剪 力
垂 直 弯 矩
水 平 弯 矩
水平剪力
扭矩
第一章
飞机结构
剪力主要由 翼梁腹板 承受
第一章
飞机结构
弯矩主要由翼梁缘条、桁条和蒙皮 承受
第一章
飞机结构
扭矩主要由 蒙皮和翼梁腹板组成的合围框 承受
第一章
飞机结构
1.4.4平直机翼各截面的剪力、弯矩和扭矩图
机翼主要受两种类型的外载荷： 一种是以空气动力载荷为主（以吸力和压 力形式直接作用在蒙皮上），包括机翼结 构质量力的分布载荷（分布在机翼整个体 积上）。 另一种是由各连接点传来的集中载荷。与 机翼连接的其它部件(如起落架发动机)、装 载物(油箱、炸弹)以及各类增升翼面从它们 的连接接头上传给机翼。
第一章
飞机结构
1.2.6 飞机着陆时的过载
飞机着陆接地时的速度可分解为水平分速和垂 直分速。由于水平分速是在着陆滑跑过程中 逐渐消失的，因此飞机沿水平方向的受力不 大；垂直分速是在飞机与地面相对撞击后很 短的时间内消失的，故飞机沿垂直方向的撞 击力较大。飞机着陆接地时承受的载荷，主 要就是作用于起落架的垂直撞击力。飞机接 地时垂直方向的过载，为作用于起落架上的 垂直撞击力与飞机重量的比值。
第一章
飞机结构
1.3.4 强度和刚度的概念
构件在外力的作用下，抵抗破坏（或断裂） 的能力叫做构件的强度。 构件在外力作用下抵抗变形的能力称为构件 的刚度。 构件在外力作用下保持其原有平衡形式的能 力称为构件的稳定性。
第一章
1.拉伸应力 2.压缩应力 3.扭转应力 4.剪切应力 5.弯曲应力
飞机结构