飞机蒙皮结构
喜欢飞机的朋友看过来——飞机的结构基础(下)
喜欢飞机的朋友看过来——飞机的结构基础(下)1.4.6 机翼结构型式一.布质蒙皮机翼这种机翼的结构特点是采用了布质蒙皮。
布质蒙皮在机翼承受弯曲、扭转作用时,很容易变形,因此,它不能承受机翼的弯矩和扭矩,只能承受由于局部空气动力(吸力或压力)所产生的张力。
如图1-16所示,为一种布质蒙皮机翼结构图。
在这种机翼结构中,弯矩引起的轴向力,全部由翼梁缘条承受;剪力由翼梁腹板承受;扭矩则由翼梁、加强翼肋和张线组成的桁架来承受。
由于机翼前缘的局部空气动力较大,布质蒙皮机翼的前缘常采用薄金属蒙皮制成。
这种机翼的扭矩,一部分由加强翼肋、张线等组成的桁架承受,另一部分则由前缘蒙皮和前梁腹板组成的合围框承受。
布质蒙皮机翼的抗扭刚度较差,而且蒙皮容易产生局部变形(鼓胀和下陷),飞行速度较大时,会使机翼的空气动力性能受到很大影响,所以只适用于低速轻型飞机。
二.金属蒙皮机翼现代飞机广泛应用了金属蒙皮机翼。
金属蒙皮机翼不仅能承受局部空气动力,而且能承受机翼的扭矩和弯矩。
翼梁腹板承受剪力,机翼上下蒙皮和腹板组成的合围框承受扭矩,同时蒙皮还参与承受弯矩,是这类机翼结构受力的共同点。
然而机翼的具体构造不同,蒙皮参与承受弯矩的程度也有所不同。
这样,金属蒙皮的机翼结构,又可分为梁式和单块式两类。
梁式机翼梁式机翼通常有单梁式和双梁式两种。
它们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。
梁式机翼的桁条承受轴向力的能力极小,其主要作用是与蒙皮一起承受局部空气动力,并提高蒙皮的抗剪稳定性,使之能够更好地承受扭矩。
这种机翼蒙皮的抗压稳定性很差,机翼弯曲时受压部分的蒙皮几乎不能参与受力;而受拉部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。
飞机蒙皮精密成形设备中的机械结构分析与设计
飞机蒙皮精密成形设备中的机械结构分析与设计随着航空工业的发展,飞机蒙皮制造技术正在不断进步。
为了满足对飞机外壳表面造型精度的要求,精密成形设备的机械结构设计显得尤为重要。
本文将对飞机蒙皮精密成形设备的机械结构进行分析与设计,以实现高质量的蒙皮制造。
1. 引言飞机蒙皮精密成形设备是用于制造飞机外壳的关键设备。
其机械结构的设计对于保证蒙皮表面的精度至关重要。
本文将从以下几个方面对该设备的机械结构进行分析与设计。
2. 设备结构与工作原理飞机蒙皮精密成形设备主要由底座、移动工作台、支撑系统、控制系统等部分组成。
在工作时,通过控制系统的指令,移动工作台在三个方向进行移动,并在蒙皮材料表面施加必要的形变,以达到所需的蒙皮形状。
3. 机械结构分析与设计3.1 底座设计底座是整个设备的支撑结构,其设计应具备稳定性和刚度。
材料的选择以及结构的设计需要考虑到设备的负载要求和工作环境。
采用高强度、刚度好的材料,并采用适当的加强结构来提高底座的稳定性。
3.2 移动工作台设计移动工作台是设备的关键部分,其设计包括运动控制和形状调整两个方面。
在运动控制方面,需要采用精密的导轨和传动装置,以确保工作台在运动过程中的平稳性和精度。
在形状调整方面,可以考虑采用液压或气压系统来实现对工作台的形状调整,以满足不同蒙皮形状的需求。
3.3 支撑系统设计支撑系统主要用于固定蒙皮材料,并给予必要的形变力。
支撑系统的设计需要考虑到蒙皮材料的特性以及工作台的形状调整要求。
采用适当的夹具结构,可以实现对蒙皮材料的稳定固定,并保证在形变过程中的均匀施力。
3.4 控制系统设计控制系统是整个设备的核心部分,其设计需要考虑到运动控制、力的控制以及系统的稳定性等方面。
在运动控制方面,可以采用闭环控制系统来实现对工作台运动的精确控制。
在力的控制方面,可以采用力传感器来监测形变力,并通过反馈控制的方式实现力的调整。
而对于系统的稳定性,可以采用控制算法的优化和控制参数的调节来实现。
机身蒙皮结构特征
机身蒙皮结构特征
机身蒙皮是飞机主体结构的外部部分,它的主要功能是保护
飞机内部结构不受外界环境的影响,同时也承担着一定的结构
强度和气动性能要求。
下面是机身蒙皮结构的几个特征:
1.材料选择多样性:机身蒙皮通常由复合材料、金属和蜂窝
结构等多种材料构成。
复合材料具有轻质、高强度的特点,金
属材料具有良好的可塑性和抗冲击性能,而蜂窝结构则能够提
供较好的刚度和轻质化。
2.轻质化设计:为了减轻飞机的重量,机身蒙皮结构通常采
用轻质材料,并采用空心结构设计。
这样既可以提高飞机的飞
行性能和燃油效率,又可以降低制造和运营成本。
3.细分结构布局:机身蒙皮结构在设计上通常将机身分成多
个不同的部分,每个部分都有其特定的结构布局。
例如,机翼
与机身的连接处通常采用拼装结构,便于维修和更换;机身前
部和尾部则经常采用整体铝合金压制结构,以提供较高的刚度
和阻燃性能。
4.气动外形设计:机身蒙皮结构的外形设计对于气动性能有
着重要的影响。
通常会在设计中充分考虑流线型和减阻设计,
以提高飞行效能、降低阻力和噪音。
5.结构强度保障:机身蒙皮结构需要具备足够的强度和刚度,以承受飞行过程中的力学载荷和压力。
为了满足这一要求,往
往会采用加强筋、纵梁、支撑桁架等结构形式来提高整体的刚度和强度。
总之,机身蒙皮结构在设计上需要综合考虑轻质化、强度、气动性能等多个因素,以满足飞机的飞行要求和安全性能。
采用适当的材料和结构设计是实现这些特征的关键。
应力蒙皮结构
应力蒙皮结构
应力蒙皮结构是一种独特的航空结构设计,它将表面材料和支撑结构结合在一起,在飞行中承受外界荷载。
与传统的金属结构相比,应力蒙皮结构拥有更轻、更强、更耐用的特点,因此得以广泛应用于现代飞行器中。
应力蒙皮结构的支撑结构主要是由各种形状的杆件构成,如梁、桁架和箍骨等,这些杆件经过精心设计和布置,能够为蒙皮提供坚固的支撑,并且合理地分担荷载。
蒙皮材料通常选用高强度复合材料或者轻质金属材料,这些材料具有轻重比低、刚度好、耐腐蚀等优点,能够满足飞行器减重和提高性能的要求。
应力蒙皮结构的设计和制造需要高度的技术和精密的工艺,涉及复杂的数学模型和计算方法。
一般而言,设计师需要根据飞行器的使用条件和要求,确定蒙皮的形状、厚度和材料,进而确定支撑结构的布置和杆件的尺寸。
在制造过程中,制造商需要利用各种先进的工艺技术,如数控加工、注塑成型和复合材料渗透等,精确地制造出蒙皮和支撑结构的各个零部件。
然后,这些零部件需要经过组装、校验和测试等工序,最终形成一具完整的应力蒙皮结构。
总的来说,应力蒙皮结构是现代飞行器设计中的一项重要技术,是实现飞行器轻量化和性能提升的关键手段之一。
随着航空技术的不断进步和应用,应力蒙皮结构也将不断发展和完善,为人类飞行事业做出更大的贡献。
一文看透飞机蒙皮成形术
一文看透飞机蒙皮成形术蒙皮是飞机的重要组成部分,它就像飞机的“皮肤”一样,属于飞机的外形零件。
早期的低速飞机蒙皮是布质的,机身都是用木质结构。
而如今飞机结构上使用最多的是铝合金蒙皮,不过,在未来复合材料将成为飞机蒙皮材料的首选。
早期布质蒙皮飞机现代的全金属飞机波音787飞机采用的复合材料蒙皮蒙皮零件占有色金属钣金件的5%左右。
由于表面直接与气流接触,要求表面光滑、无划伤。
大多的蒙皮机构尺寸大,相对厚度小,刚性差,外形要求准确。
随着飞行速度与载重量的增加,蒙皮的尺寸与厚度也不断加大。
蒙皮需要像皮肤般顺滑按照外形特点,蒙皮可分为单曲度蒙皮、双曲度蒙皮和复杂形状蒙皮3种类型。
单曲度蒙皮:这类零件只在一个方向上有曲度,形状较简单,在飞机的机翼、机身等剖面段上应用较多。
变形属于单纯的弯曲,一般采用压弯和滚弯方法成形。
单曲度蒙皮双曲度蒙皮:这类零件在两个方向上都有曲度。
机身的大部分零件、进气道等都属于双曲度蒙皮。
双曲度蒙皮主要成形方法是拉形。
双曲度蒙皮复杂形状蒙皮:形状不规则,如翼尖、整流包皮、机头罩等。
这类零件多采用落压方法成形。
飞机上复杂形状的蒙皮既然谈到了成形方法,那就介绍下蒙皮成形的工艺方法。
压弯成形压弯成形是在闸压机床上对板材进行弯曲的一种方法,机床附有通用或专用的模具,利用凸凹模将板材逐段弯曲,适合成形单曲度蒙皮和尾翼前缘蒙皮。
压弯成形由上下模组成,上模下行与下模相互作用即可成形。
压弯成形示意图以V形件的压弯为例,简要说明下板料压弯时的变形过程。
板料压弯变形过程(1)自由弯曲阶段。
板料开始弯曲时,板料与上、下模具为三点接触,随着上模的压下,板料弯曲半径不断减小。
(2)接触弯曲阶段。
随着上模的不断压力,板料的弯曲变形程度加大,其弯曲半径和弯曲力臂也在不断减小,直到板料与下模完全接触。
(3)矫正弯曲阶段。
上模继续压下,板料的弯曲程度变大,此时板料和上模为三点接触,与下模是两点接触,其弯曲角度小于下模角度,这是板料由接触弯曲阶段向矫正弯曲过渡的阶段。
说案例讲通报—机身蒙皮(二)
说案例讲通报—机身蒙皮(二)本文我们继续讨论波音737机身蒙皮。
上文说到,L0V主要靠整机疲劳试验来确定,耗时耗力,所以FAA容许先给一个默认L0V值(一般等于设计服役目标DSG),和最终L0V被批准的宽限期,对于A320和B737NG 来说,这个宽限期是到2016年1月14日,在此之前空客和波音要拿出各自的更长时间的LOV供FAA批准。
第二张表在表一中黄色标注的区域,对于波音737CL由于四种机身蒙皮搭接构型导致给出了不同的LOV使用阈值。
我们看一下这四种构型。
● L/N (生产线号)1-291:–使用10英寸止裂条间距——冷粘合结构–包括 -10 0/200 飞机● L/N (生产线号)292-2552:–使用10英寸止裂条间距——上下机身蒙皮结构–包括 -200/300/400/500 飞机● L/N (生产线号)2553-2565:–上蒙皮使用20英寸止裂条间距,下蒙皮使用10英寸止裂条间距–包括 -300/400/500 飞机● L/N(生产线号) 2566-3132:–上下蒙皮均使用20英寸止裂条间距,下蒙皮使用固态化学铣削–包括 -300/400/500 飞机解释一下化学铣切台阶对化学铣削台阶(CMS)开裂的广泛疲劳损伤(WFD)分析表明:- 需要降低相应飞机使用阈值和重复间隔,并对机身蒙皮进行更多检查和改装(对某些蒙皮区域的修理,以及其他区域的蒙皮的更换(R&R))以支持持续适航运行,直到达到有效限期(LOV)。
例如对相关飞机在使用到75000次循环时,需要对机身43段下蒙皮面板和顶部口袋到口袋区域的改装,而此时任何运营商都不太可能在这样老龄的飞机上再进行重大投资,所以这些在高使用飞行循环的飞机由于受到经济性方面的影响,在STG /行业的参与下,生产线号LN 292-2565上的LOV从85,000次飞行循环减少到75,000次飞行循环(1972 年 4 月至 1994 年 1 月交付),针对广布疲劳损伤,需要重点对一下区域进行检查/修理/改装/更换。
用于机翼的蒙皮结构,具有蒙皮结构的飞机和蒙皮结构的安装方法
专利名称:用于机翼的蒙皮结构,具有蒙皮结构的飞机和蒙皮结构的安装方法
专利类型:发明专利
发明人:朱欣如,姜子飞,杨秋红,李宏宇,邱雪莹,杨贵强
申请号:CN202111598187.6
申请日:20211224
公开号:CN114056544A
公开日:
20220218
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种用于机翼的蒙皮结构,蒙皮结构包括:蒙皮外皮,蒙皮外皮形成机翼的气动外形的一部分;以及蒙皮主体,蒙皮主体相对于机翼从内部附接到蒙皮外皮,并且朝向机翼的内部突出,其中,蒙皮外皮包括外表层和隔热层,蒙皮主体相对于机翼从内部附接到隔热层,并且隔热层相对于机翼从内部附接到外表层,其中隔热层的材料的导热系数低于蒙皮主体的材料,并且其中外表层的材料的硬度高于隔热层的材料。
本发明还涉及一种具有蒙皮结构的飞机和一种蒙皮结构的安装方法。
申请人:中国商用飞机有限责任公司,中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
地址:201210 上海市浦东新区中国(上海)自由贸易试验区张杨路25号
国籍:CN
代理机构:上海专利商标事务所有限公司
代理人:丁晓峰
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飞机蒙皮结构
飞机结构详细讲解2006年12月18日星期一上午 02:25机翼机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。
其最主要作用是产生升力,同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱,在飞行中可以收藏起落架。
另外,在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼,有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。
由于飞机是在空中飞行的,因此和一般的运输工具和机械相比,就有很大的不同。
飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻,机翼自然也不例外,加之机翼是产生升力的主要部件,而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下,因此所承受的载荷就更大,这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷,同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。
机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。
其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上,而有些飞机整个就是一个大的飞翼,如B2隐形轰炸机则根本就没有接头。
以下是典型的梁式机翼的结构。
一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成,所谓纵向是指沿翼展方向,它们都是沿翼展方向布置的。
* 翼梁是最主要的纵向构件,它承受全部或大部分弯矩和剪力。
翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成(如图所示)。
凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成,腹板用硬铝合金板材制成,与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。
凸缘和腹板组成工字型梁,承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。
* 纵樯与翼梁十分相像,二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连,其长度有时仅为翼展的一部分。
纵樯通常布置在机翼的前后缘部分,与上下蒙皮相连,形成封闭盒段,承受扭矩。
靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。
* 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成,铆接在蒙皮内表面,支持蒙皮以提高其承载能力,并共同将气动力分布载荷传给翼肋。
二、横向骨架机翼的横向骨架主要是指翼肋,而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋,横向是指垂直于翼展的方向,它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。
飞机蒙皮结构
飞机结构详细讲解2006年12月18日星期一上午 02:25机翼机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。
其最主要作用是产生升力,同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱,在飞行中可以收藏起落架。
另外,在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼,有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。
由于飞机是在空中飞行的,因此和一般的运输工具和机械相比,就有很大的不同。
飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻,机翼自然也不例外,加之机翼是产生升力的主要部件,而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下,因此所承受的载荷就更大,这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷,同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。
机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。
其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上,而有些飞机整个就是一个大的飞翼,如B2隐形轰炸机则根本就没有接头。
以下是典型的梁式机翼的结构。
一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成,所谓纵向是指沿翼展方向,它们都是沿翼展方向布置的。
* 翼梁是最主要的纵向构件,它承受全部或大部分弯矩和剪力。
翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成(如图所示)。
凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成,腹板用硬铝合金板材制成,与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。
凸缘和腹板组成工字型梁,承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。
* 纵樯与翼梁十分相像,二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连,其长度有时仅为翼展的一部分。
纵樯通常布置在机翼的前后缘部分,与上下蒙皮相连,形成封闭盒段,承受扭矩。
靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。
* 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成,铆接在蒙皮内表面,支持蒙皮以提高其承载能力,并共同将气动力分布载荷传给翼肋。
二、横向骨架机翼的横向骨架主要是指翼肋,而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋,横向是指垂直于翼展的方向,它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。
飞机蒙皮
形成飞机气动力外形的维形构件
01 简介
03 蒙皮型式
目录
02 蒙皮材料 04 蒙皮腐蚀及措施
飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上,形成飞机气动力外形的维形构件。飞 机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度,而自重却很轻,起到承受和传递气动载荷的作用。蒙皮 承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上,受力复杂,加之蒙皮直接与外界接触,所以不仅要 求蒙皮材料强度高、塑性好,还要求表面光滑,有较高的抗蚀能力。
早期的或低速小型飞机用布(麻、棉)作为蒙皮,此时的蒙皮只能承受部分有限的气动载荷,不参加整体受力。 飞机常见的蒙皮有金属蒙皮,复合材料层压蒙皮、夹层蒙皮和整体壁板等。
简介
蒙皮是覆盖在骨架外的受力构件。蒙皮的直接功用是形成流线型的机翼外表面。为了使机翼的阻力尽量小, 蒙皮应力求光滑,减小它在飞行中的凹凸变形。从受力看,气动载荷直接作用在蒙皮上,因此蒙皮受有垂直于其 表面的局部气动载荷。此外蒙皮还参与机翼的总体受力——它和翼梁或翼墙组合在一起,形成封闭的盒式薄壁结 构承受机翼的扭矩;当蒙皮较厚时,它与长桁、翼梁缘条在一起组成壁板,承受机翼弯矩引起的括:蒙皮基材预处理层、底漆层、面漆层。基材表面预处理的功能主要是提 高基材的防腐蚀能力以及基材与底漆层之间的结合力,表面处理的好坏将直接影响涂层的施工质量和使用性能。
常用蒙皮材料预处理层的制备方法主要有:阳极氧化法、化学氧化法、磷化底漆法、聚合物防腐蚀膜法、溶 胶-凝胶法等。基材预处理完成之后需要进行底漆层的涂覆,底漆层以合适的基体树脂作为基础,通过颜填料的填 充加大涂层的致密性来减缓腐蚀性介质的渗透,依靠功能颜料的物理和化学作用阻止基体材料的腐蚀。
当飞机飞行速度进一步提高时,机翼上载荷增大,机翼厚度更趋变薄,此时宜采用整体壁板结构,不宜采用 铆接组合式壁板结构。研究表明:若加厚蒙皮则增重多,而增多长桁将增加工艺困难。且因铆接导致的表面质量 问题会使阻力增大。因此出现了整体壁板,它在现代高速薄翼飞机,特别是机翼结构整体油箱区,得到广泛应用。 整体壁板与铆接组合式壁板相比有如下优点:“结构上便于按等强度合理分布材料,通过加工使壁板沿展向取得 最佳的变厚度分布。结构的总体和局部刚度好,蒙皮不易失稳,改善了气动特性。同时由于减少了铆钉数量,机 翼表面更加光滑,提高了气动外形准确度:减少了装配工作量,减小了钉孔的应力集中以及它对壁板截面积的削 弱。这样既减轻了紧固件的重量,又可改善疲劳性能,并减少了密封材料的用最,对整体油箱设计提供了有利因 素。采用整体壁板一般可使机翼壁板的重量降低10%~15%。其缺点是装配中可能会引起由拉伸或其他一些原因产 生的残余应力,易引起应力腐蚀”。
为什么飞机蒙皮大量采用铆接而不是焊接?
为什么飞机蒙皮大量采用铆接而不是焊接?金属材料结构主要连接形式金属的连接方式按连接后是否可以拆卸可以划分为两大类,即可卸连接和不可卸连接,其具体主要包括螺栓连接、铆钉连接、黏接和焊接等四种。
其中,螺栓连接为可卸连接,其余三种均为不可卸连接,而螺栓连接和铆接又称为机械连接。
焊接特点及主要缺陷目前主要焊接方法有电阻焊、钎焊、电子束焊、激光焊以及摩擦焊接等多种工艺,各种工艺具体成型效果(焊缝强度、表面质量和变形、焊接缺陷等)和效率存在差异,但在总体上具备下列特征:主要特点:1. 连接性能好,可以方便地将板材、型材或铸锻件进行组合焊接,有利于制造大型结构件,同时,焊接还可以将不同形状及尺寸甚至不同材料连接起来,从而达到降低重量,节约材料的目的;2. 焊接结构刚度大,整体性好,同时又容易保证气密性及水密性,所以特别适合制造高强度、大刚度的中空结构;3. 焊接生产可适应不同要求及批量的生产,另外由于焊接规范参数的电信号容易控制,容易实现焊接自动化,因此在汽车制造业中点焊机械手、弧焊机器人得到了广泛应用。
主要缺陷:然而,除了以上优势或特点外,焊接工艺也普遍存在各种缺陷如:气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边、焊瘤等,而这些加工缺陷对主要以疲劳耐久性和损伤容限性能作为设计驱动的结构是致命的和无法容忍的。
几种典型的焊接缺陷如下图所示:机械连接特点航空用机械连接主要包括铆接和螺栓连接。
在螺栓连接中,又以大量采用特殊的高锁螺栓而著称。
高锁螺栓是利用螺栓的过盈量与螺母造成干涉配合和较高预紧力的组合作用来提高接头疲劳强度的一种螺栓。
安装时螺栓从孔的一侧插入,在另一侧拧紧套环,当达到一定拧紧力矩后,套环从凹槽部位断裂,安装方便快捷。
铆接连接主要特点:1. 铆接连接强度较高,紧密性好,在承受冲击载荷时较为可靠,不易松动;2. 适用于对厚度较薄的被连接件进行连接,连接变形小,对连接环境要求低;3. 铆接连接成本较低,效率较高、噪音小、操作简单。
飞机蒙皮损伤维修方案
飞机蒙皮损伤维修方案一、飞机蒙皮的结构及特点蒙皮是包围在机翼骨架外的维形构件,用粘接剂或铆钉固定于骨架上,形成机翼的气动力外形。
蒙皮除了形成和维持机翼的气动外形之外,还能够承受局部气动力。
早期低速飞机的蒙皮是布质的,而如今飞机的蒙皮多是用硬铝板材制成的金属蒙皮。
二、飞机蒙皮的损伤和维修2.1 蒙皮的损伤和后果蒙皮的常见损伤:划伤、变形、裂纹和破孔等。
蒙皮损伤的后果:➢破坏了飞机的良好气动性能➢使损伤部位的蒙皮强度降低,承载能力下降➢危及飞行安全。
2.1.1蒙皮轻微损伤的修理蒙皮轻微损伤:蒙皮某些部位产生轻微的鼓动、压坑或划伤等。
①蒙皮鼓动的修理➢主要采用整形加强➢挖补➢更换蒙皮➢加强型材(或盒型材)的方向应垂直或平行于桁条,并至少与相邻的构件搭接一端➢根据蒙皮的形状和搭接形式将加强型材制出相应的下陷或弧度②蒙皮压坑的修理蒙皮上的压坑,主要是破坏了蒙皮的光滑表面。
➢压坑微小,分布分散、且未破坏内部结构,则不必修理。
➢压坑较浅,范围较大,用无锐角且表面光滑的榔头和木顶块修整。
➢压坑较深,范围较小,不易整平时,可在压坑处钻直径为4~5mm孔,用适当的钢条打成钩形,拉起修平,然后用螺纹空心铆钉堵孔。
压坑较深,范围较大时,可在压坑处开直径为10~16mm的施工孔,用钩子钩住,锤击蒙皮四周使其恢复平整。
然后安装堵盖铆钉堵孔。
当蒙皮压坑较深,且出现棱角时,可局部退火后,从棱角线周围逐步向棱角线整形收缩。
为防止棱角线扩大和整形中出现大裂纹,在两端预先钻2mm止裂孔,并打光孔边。
整形至基本符合外形后,在棱角线上切口,细加工整形,直到达到规定的外形,然后在切口背面铆补加强片。
2.1.2蒙皮裂纹的修理钻止裂孔蒙皮上的裂纹较短时(一般小于5mm),可采用钻止裂孔(直径通常为1.5~2mm)的方法止裂。
蒙皮上的裂纹较长时,除钻止裂孔外,还需在裂纹部位的内部铆补一块与蒙皮材料相同、厚度相等的加强片。
2.1.3 蒙皮破孔的修理蒙皮上出现破孔,如果直径较小,可采用无强度修理。
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飞机结构详细讲解2006年12月18日星期一上午 02:25机翼机翼是飞机的重要部件之一,安装在机身上。
其最主要作用是产生升力,同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱,在飞行中可以收藏起落架。
另外,在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼,有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。
由于飞机是在空中飞行的,因此和一般的运输工具和机械相比,就有很大的不同。
飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻,机翼自然也不例外,加之机翼是产生升力的主要部件,而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下,因此所承受的载荷就更大,这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷,同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。
机翼的基本受力构件包括纵向骨架、横向骨架、蒙皮和接头。
其中接头的作用是将机翼上的载荷传递到机身上,而有些飞机整个就是一个大的飞翼,如B2隐形轰炸机则根本就没有接头。
以下是典型的梁式机翼的结构。
一、纵向骨架机翼的纵向骨架由翼梁、纵樯和桁条等组成,所谓纵向是指沿翼展方向,它们都是沿翼展方向布置的。
* 翼梁是最主要的纵向构件,它承受全部或大部分弯矩和剪力。
翼梁一般由凸缘、腹板和支柱构成(如图所示)。
凸缘通常由锻造铝合金或高强度合金钢制成,腹板用硬铝合金板材制成,与上下凸缘用螺钉或铆钉相连接。
凸缘和腹板组成工字型梁,承受由外载荷转化而成的弯矩和剪力。
* 纵樯与翼梁十分相像,二者的区别在于纵樯的凸缘很弱并且不与机身相连,其长度有时仅为翼展的一部分。
纵樯通常布置在机翼的前后缘部分,与上下蒙皮相连,形成封闭盒段,承受扭矩。
靠后缘的纵樯还可以悬挂襟翼和副翼。
* 桁条是用铝合金挤压或板材弯制而成,铆接在蒙皮内表面,支持蒙皮以提高其承载能力,并共同将气动力分布载荷传给翼肋。
二、横向骨架机翼的横向骨架主要是指翼肋,而翼肋又包括普通翼肋和加强翼肋,横向是指垂直于翼展的方向,它们的安装方向一般都垂直于机翼前缘。
* 普通翼肋的作用是将纵向骨架和蒙皮连成一体,把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁,并保持翼剖面的形状。
* 加强翼肋就是承受有集中载荷的翼肋。
随着现代航空技术的进步,新的飞行动力理论的应用,飞机机身的外形也呈现千姿百态,变化多端,如隐身战斗机所使用的机翼和机身融为一体的翼身融合体;除去机身和尾翼的飞翼;除去机翼的升力体机身;以汽车作为机身的汽车飞机等等。
三、蒙皮蒙皮是包围在机翼骨架外的维形构件,用粘接剂或铆钉固定于骨架上,形成机翼的气动力外形。
蒙皮除了形成和维持机翼的气动外形之外,还能够承受局部气动力。
早期低速飞机的蒙皮是布质的,而如今飞机的蒙皮多是用硬铝板材制成的金属蒙皮。
* 按机翼的数量分类:可分为单翼机、双翼机、多翼机等;* 按机翼的平面形状分类:可分为平直翼、后掠翼、前掠翼、三角翼等等;* 按机翼的构造形式分类:可分为构架式、梁式、壁板式、整体式等等。
此外,机翼的剖面形状也是多种多样,随着生产技术以及流体力学的发展,从早期的平直矩形机翼剖面到后来的流线形剖面、菱形剖面,机翼的升力性能越来越好,相反受到的空气阻力越来越小,也就是说机翼的升力系数越来越大,相同面积的机翼所产生的升力就越来越大。
尽管机翼的外形五花八门、多种多样,然而,不论采用什么样的形状,设计者都必须使飞机具有良好的气动外形,并且使结构重量尽可能的轻。
所谓良好的气动外形,是指升力大、阻力小、稳定操纵性好。
以下是用来衡量机翼气动外形的主要几何参数翼展:翼展是指机翼左右翼尖之间的长度,一般用l表示。
翼弦:翼弦是指机翼沿机身方向的弦长。
除了矩形机翼外,机翼不同地方的翼弦是不一样的,有翼根弦长b0、翼尖弦长b1。
一般常用的弦长参数为平均几何弦长bav,其计算方法为:bav=(b0+b1)/2。
展弦比:翼展l和平均几何弦长bav的比值叫做展弦比,用λ表示,其计算公式可表示为:λ=l/ bav。
同时,展弦比也可以表示为翼展的平方于机翼面积的比值。
展弦比越大,机翼的升力系数越大,但阻力也增大,因此,高速飞机一般采用小展弦比的机翼。
后掠角:后掠角是指机翼与机身轴线的垂线之间的夹角。
后掠角又包括前缘后掠角(机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角,一般用χ0表示)、后缘后掠角(机翼后缘与机身轴线的垂线之间的夹角,一般用χ1表示)及1/4弦线后掠角(机翼1 /4弦线与机身轴线的垂线之间的夹角,一般用χ0.25表示)。
如果飞机的机翼向前掠,则后掠角就为负值,变成了前掠角。
根梢比:根梢比是翼根弦长b0与翼尖弦长b1的比值,一般用η表示,η=b0/b1。
相对厚度:相对厚度是机翼翼型的最大厚度与翼弦b的比值。
除此之外,机翼在安装时还可能带有上反角或者下反角。
上反角是指机翼基准面和水平面的夹角,当机翼有扭转时,则是指扭转轴和水平面的夹角。
当上反角为负时,就变成了下反角(Cathedral angle)。
机身飞机机身的功用主要是装载人员、货物、燃油、武器、各种装备和其他物资,它还可用于连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件,并把它们连接成为一个整体。
按照机身的功用,首先在使用方面,应要求它具有尽可能大的空间,使它的单位体积利用率最高,以便能装载更多的人和物资,同时连接必须安全可靠。
应有良好的通风加温和隔音设备;视界必须广调,以利于飞机的起落。
其次在气动方面,它的迎风面积应减小到最小,表面应光滑,形状应流线化而没有突角和缝隙,以便尽可能地减小阻力。
另外,在保证有足够的强度、刚度和抗疲劳的能力情况下,应使它的重量最轻。
对于具有气密座舱的机身,抗疲劳的能力尤为重要。
飞机机身的型式一般有机身型、船身型和短舱型,机身型是陆上飞机的机体,水上飞机机体一般采用船身型,至于短舱型则是没有尾翼的机体,它包括双机身和双尾撑。
另外,二战中还有一种侦察/轰炸飞机,介于双机身和双尾撑形式之间:一侧机身有座舱,另一侧机身则连接尾翼,这种不对称布局在飞机上较少见。
机身的外形和发动机的类型、数目及安装位置有关。
例如活塞发动机螺旋桨式飞机的机身,就与喷气式发动机飞机的机身有所不同。
从机身外形来看,不外乎侧面形状和剖面形状两种。
侧面形状一般为拉长的流线体。
现代飞机的侧面形状受到驾驶舱的很大影响。
有的驾驶舱平滑地露于气流之中,有的则埋藏在机身之内,前者多用于中小型飞机,后者多用于大型飞机。
现代超音速战斗机根据跨音速飞行的阻力特点,首先采用了跨音速面积律,即安装机翼部位的机身截面适当缩小,形成蜂腰机身;其次它的机头往往做得很尖,或者在头部用空速管作为激波杆,远远地伸出在迎面气流之中。
这也有助于削弱激波的强度,减小波阻;第三是随着速度的不断增长,飞机机身的“长细比”不断增大,即用细而长的旋转体作机身。
现代超音速飞机机身的长细比已超过10。
所谓长细比即是机身长度与机身剖面的最大直径的比值,这一比值越大,则机身越细越长。
而且随着速度的提高,飞机机身相对于机翼尺寸也越来越大。
还有些超音速飞机为了减小阻力,尽量将驾驶舱埋藏于机身外形轮廓线之内。
这样就使得飞机在着陆时座舱视界大大恶化。
为了改善这种情况,就将机头做成活动的,着陆时可以下垂。
例如“协和”号超音速旅客机机头就可下垂17.5度。
其机头可有三种状态。
超音速飞行时,机头呈流线形;亚音速飞行时,档整流罩放下,以扩大驾驶员的视界;进场和着陆时则全部下垂,驾驶员视界就更扩大了。
常用的机身剖面形状有圆、椭圆、方、梯形等,这些形状适用于不同用途及速度范围的飞机。
例如低速飞机可用方形,而具有气密座舱的高亚音速大型客机,则多用圆形或椭圆形。
喷气式战斗机一般采用不规则的形状。
随着现代航空技术的进步,新的飞行动力理论的应用,飞机机身的外形也呈现千姿百态,变化多端,如隐身战斗机所使用的机翼和机身融为一体的翼身融合体;除去机身和尾翼的飞翼;除去机翼的升力体机身;以汽车作为机身的汽车飞机等等。
起落架大家都知到,任何人造的飞行器都有离地升空的过程,而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外,绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。
对飞机而言,实现这一起飞着陆功能的装置主要就是起落架。
起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力,承受相应载荷的装置。
简单地说,起落架有一点象汽车的车轮,但比汽车的车轮复杂的多,而且强度也大的多,它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。
概括起来,起落架的主要作用有以下四个:* 承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力;* 承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量;* 滑跑与滑行时的制动;* 滑跑与滑行时操纵飞机。
在过去,由于飞机的飞行速度低,对飞机气动外形的要求不十分严格,因此飞机的起落架都是固定的,这样对制造来说不需要有很高的技术。
当飞机在空中飞行时,起落架仍然暴露在机身之外。
随着飞机飞行速度的不断提高,飞机很快就跨越了音速的障碍,由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加,这时,暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能,阻碍了飞行速度的进一步提高。
因此,人们便设计出了可收放的起落架,当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内,以获得良好的气动性能,飞机着陆时再将起落架放下来。
然而,有得必有失,这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统,使得飞机的总重增加。
但总的说来是得大于失,因此现代飞机不论是军用飞机还是民用飞机,它们的起落架绝大部分都是可以收放的,只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架(如蜜蜂系列超轻型飞机)。
起落架的布置形式是指飞机起落架支柱(支点)的数目和其相对于飞机重心的布置特点。
目前,飞机上通常采用四种起落架形式:* 后三点式:这种起落架有一个尾支柱和两个主起落架。
并且飞机的重心在主起落架之后。
后三点式起落架多用于低速飞机上。
前三点式:这种起落架有一个前支柱和两个主起落架。
并且飞机的重心在主起落架之前。
前三点式起落架目前广泛应用于高速飞机上。
* 自行车式:这种起落架除了在飞机重心前后各有一个主起落架外,还具有翼下支柱,即在飞机的左、右机翼下各有一个辅助轮。
* 多支柱式:这种起落架的布置形式与前三点式起落架类似,飞机的重心在主起落架之前,但其有多个主起落架支柱,一般用于大型飞机上。
如美国的波音747旅客机、C-5A(军用运输机(起飞质量均在350吨以上)以及苏联的伊尔86旅客机(起飞质量206吨)。
显然,采用多支柱、多机轮可以减小起落架对跑道的压力,增加起飞着陆的安全性。
在这四种布置形式中,前三种是最基本的起落架形式,多支柱式可以看作是前三点式的改进形式。
目前,在现代飞机中应用最为广泛的起落架布置形式就是前三点式。
起落架的结构分类* 构架式起落架构架式起落架的主要特点是:它通过承力构架将机轮与机翼或机身相连。