机翼结构
机翼结构设计方案及强度计算
机翼结构设计方案及强度计算模型一设计思路：根据设计要求，机翼全长4m,翼弦长1m，前后两根梁。
于是利用abaqus软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。
图1 单只机翼模型然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺3层复合材料，考虑到机翼的工况采用[45/0/-45]铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图2所示。
中间夹心材料采用PMI泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。
夹心材料厚度初步拟定为5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。
表1 机翼的材料参数图2 机翼的蒙皮夹心铺层结构考虑到梁是主要的承力部件，采用[-45/0/45/90]s铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图3所示。
图3 梁的铺层结构利用abaqus模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加载Y方向的升力，分布如图5所示。
图4 机翼的固定端约束图5 机翼的载荷分布模型一的计算结果：梁每层复合材料的应力云图图6 梁每层复合材料的应力云图梁的计算结果分析：从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。
对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加0°的复合材料层数。
靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。
机翼每层复合材料的应力云图：图7 机翼每层复合材料的应力云图（1-5层）图7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7层）图8 机翼的变形云图计算结果总体分析：表2 模型一的计算结果部件材料最大应力最大剪应力梁、肋单向带复材454.8MPa9.872Mpa蒙皮单向带复材315.4MPa15.1 Mpa蒙皮PMI泡沫0.278MPa0.0175 MPa 单向带复材的拉伸强度为1541MPa，PMI泡沫的拉伸强度为1.6MPa单向带复材的剪切强度为60MPa，PMI泡沫的剪切强度为0.8MPa从表中可以得出，模型的强度在材料的许用强度范围内，该设计符合强度要求。
机翼结构设计方案及强度计算
机翼结构设计方案及强度计算模型一设计思路：根据设计要求，机翼全长4m,翼弦长1m，前后两根梁。
于是利用abaqus软件的壳单元建立了一个基本的机翼模型。
图1 单只机翼模型然后参考《实用飞机复合材料结构设计与制造》、《复合材料设计手册》、《复合材料力学》等资料，初步设计机翼采用蒙皮夹心结构，上下表面分别铺3层复合材料，考虑到机翼的工况采用[45/0/-45]铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图2所示。
中间夹心材料采用PMI泡沫，该材料具有突出的比强度和良好的耐蠕变性，可以很好的克服屈曲。
夹心材料厚度初步拟定为5mm，进行计算模拟，如果屈曲明显则可加厚。
表1 机翼的材料参数图2 机翼的蒙皮夹心铺层结构考虑到梁是主要的承力部件，采用[-45/0/45/90]s铺层方式，每层厚度为0.125mm，具体如图3所示。
图3 梁的铺层结构利用abaqus模拟计算时将工况环境简化，采用一端固定，在机翼下表面加载Y方向的升力，分布如图5所示。
图4 机翼的固定端约束图5 机翼的载荷分布模型一的计算结果：梁每层复合材料的应力云图图6 梁每层复合材料的应力云图梁的计算结果分析：从计算结果中不难发现，机翼前缘的梁承受的力要比尾部的梁大很多，可以考虑适当加厚。
对比各层复合材料的受力情况，0°的复合材料层受力明显，可以适当增加0°的复合材料层数。
靠机身段的梁应力集中明显，可以在该部位适当增加梁的厚度，也可考虑用工字梁强化该部位。
机翼每层复合材料的应力云图：图7 机翼每层复合材料的应力云图（1-5层）图7 机翼每层复合材料的应力云图（6-7层）图8 机翼的变形云图计算结果总体分析：表2 模型一的计算结果部件材料最大应力最大剪应力梁、肋单向带复材454.8MPa9.872Mpa蒙皮单向带复材315.4MPa15.1 Mpa蒙皮PMI泡沫0.278MPa0.0175 MPa 单向带复材的拉伸强度为1541MPa，PMI泡沫的拉伸强度为1.6MPa单向带复材的剪切强度为60MPa，PMI泡沫的剪切强度为0.8MPa从表中可以得出，模型的强度在材料的许用强度范围内，该设计符合强度要求。
简述机翼的结构及功能
简述机翼的结构及功能
机翼是飞机主要的升力部件，其结构由翼型、机翼箱、翼梁和翼肋等组成。
1. 翼型：翼型是机翼空气动力学特性的决定因素。
常见的翼型有对称翼型和非对称翼型，其形状和几何特性决定了机翼产生升力和阻力的能力。
2. 机翼箱：机翼箱是机翼的主要结构体，它连接了机翼和飞机的机身。
机翼箱内通常包含燃油舱、操纵舱、油箱和随动机械构件等部件。
3. 翼梁：翼梁是机翼的主要承重构件，它负责将机翼产生的升力传递给机身。
翼梁通常由高强度材料制成，如铝合金、复合材料等。
4. 翼肋：翼肋是机翼内部的支撑结构，用于保持翼型的形状和刚度。
翼肋通常由轻量化材料制成，如铝合金和复合材料，以减少机翼的重量。
机翼的主要功能是产生升力和控制飞机的姿态，实现飞机的升空和保持飞行。
当飞机在飞行中，机翼上方的气流速度较大，下方的气流速度较小，产生一个上流面和下流面之间的气压差，从而产生升力。
机翼还可以通过改变翼面积和角度控制飞机的速度和姿态，以实现转弯、上升、下降等操作。
此外，机翼还能影响飞机的阻力和稳定性。
通过设计翼型和机
翼的细节，可以减小阻力并提高飞机的性能。
同时，机翼的形状和布局对飞机的稳定性和操纵性也有重要影响。
飞机的结构是这样的
• 骨架——沿翼弦方向安置的构件。主要包括普通翼肋和加强翼肋。 （1）普通翼肋——将纵向骨架和蒙皮连成一个整体；把由 蒙皮传来的空气动力载荷传给翼梁；并保证翼剖面之形状。参与 一部分机翼结构的受力。 （2）加强翼肋——除了起普通翼肋作用外，还承受集中载 荷。 3.蒙皮——它固定在横向和纵向骨架上而形成光滑的表面。 布质蒙皮主要是承受局部空气动力载荷，并把它传给骨架。 硬质蒙皮除了上述作用外，还参与结构整体受力。视具体结构的 不同，蒙皮可能承受剪应力，也可能还承受正应力。 4.接头——把载荷从一个构件传到另一个构件上去的构件。 如机翼与机身的连接、副翼与机翼连接等，均需用接头。机翼接 头的形式很多，常见的有耳片式接头，套管式接头、对孔式接头， 垫板式和角条式接头等多种。 2.机翼构造的发展在机翼构造的发 展过程中，最主要的变化就是维形件和受力件的逐渐合并。在飞 机发展的初期，为了减小重量，完全根据受力件和维形件分开， 并且分段地承受载荷的原理来安排机翼的构造。这种构造形式的 受力骨架是一个由翼梁、张线及横支柱（或翼肋）所组成的空间 桁架系统。它承受所有的弯矩、扭矩和剪力。机翼的表面和机翼 的形状是用亚麻的蒙皮和翼肋形成的。所以这种机翼可以叫作构 架式机翼
飞机的结构是这样的
七色光小队 龚长认
飞机图片
飞机图片
• 翼 1.机翼的基本结构元件及受力 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，现将各个结构元件的作 用及受力分述如下： 1.纵向骨架——沿翼展方向安置的构件，包括梁、纵樯和桁 条。 （1）梁——最强有力的纵向构件。它承受着全部或大部分 的弯矩和剪力。梁的椽条承受由弯矩而产生的正应力；腹板承受 剪力。梁的数量一般为一根或两根，也有两根以上的。机翼结构 只有一根梁者称为单梁机翼；有两根者称为双梁机翼；两根以上 者称为多梁机翼；没有翼梁称为单块式机翼。 翼梁的位置：在双翼及有支撑的机翼上，根据统计，前梁在 12～18%翼弦处；后梁在55～70%翼弦处。在悬臂式单翼机上， 单梁机翼的梁位于25～40%翼弦处。双梁机翼的前梁在20～ 30%翼弦处；后梁在50～70%翼弦处。 （2）纵樯——承受由弯矩和扭转而产生的剪力。与梁的区 别是椽条较弱，椽条不与机身相连。其长度与翼展相等或仅为翼 展的一部分。纵樯通常放置在机翼的前缘或后缘，与机翼上下蒙 皮相连，形成一封闭的盒段以承受扭矩。 在后缘的纵樯，通常还用来连接襟翼及副翼。 （3）桁条——承受局部空气力载荷；支持和加强蒙皮；并 将翼肋互相连系起来。而且还可以承受由弯曲而产生的正应力。 有的机翼为了更加强蒙皮，桁条需要很密，因而导致使用波纹板 来代替桁条，或者把桁条与蒙皮作成一体，形成整体壁钣。
飞机机翼结构分析
飞机机翼结构分析前言飞机机翼结构分析实根据发《飞机结构强度》一书中第三章的内容，本文主要论述了飞机机翼的功用及翼面结构。
机翼由副翼前缘缝翼襟翼扰流板组成，从机翼的空气动力载荷到机翼的总体受力，能够更深入更全面的了解机翼了解航空领域所涉及学科的基础知识基础原理及发展概况，对开拓视野，扩大知识面以及今后的学习和工作都有帮助。
1.1机翼的功用机翼是飞机的一个重要部件，其主要功用是产生升力。
当它具有上反角时，可为飞机提供一定的横侧安定性。
除后缘布置有横向操纵用的副翼、扰流片、等附翼外，目前在机翼的前、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。
现代歼击机和歼击轰炸机往往在机翼下布置多种外挂，如副油箱和导弹、炸弹等军械设备。
机翼的内部空间常用来收藏起落架或其部分结构和储放燃油。
特别是旅客机，为了保证旅客的安全，很多飞机不在机身内贮存燃油，而全部贮存在机翼内。
为了最大限度地利用机翼容积，同时减轻重量，现代飞机的机翼油箱大多采用利用机翼结构构成的整体油箱。
此外机翼内常安装有操纵系统和一些小型设备和附件。
1.2翼面结构设计要求1.气动要求翼面是产生升力主要部件，对飞行性能有很大的影响，因此，满足空气动力方面的要求是首要的。
翼面除保证升力外，还要求阻力尽量小﹙少数特殊机动情况除外﹚。
翼面的气动特性主要取决于其外行参数﹙如展弦比、相对厚度、后掠角和翼型等﹚，这些参数在总体设计时确定；结构设计则应强度、刚度及表面光滑度等方面来保证机翼气动外形要求的实现。
2.质量要求在外形、装载和连接情况一定的条件下，质量要求时翼面结构设计的主要要求。
具体地说，就是在保证结构完整性的前提下，设计出尽可能请的结构。
结构完整性包含了强度、刚度、耐久性和损伤容限等多方面内容。
3.刚度要求随着飞机速度的提高，翼面所受载荷增大，特别对于高机动性能歼击机和高速飞行的导弹；由于减小阻力等空气动力的要求，翼面的相对厚度越来越小，再加上后掠角的影响，导致翼面结构的扭转刚度、弯曲度将越来越难保证，这些均将引起翼面在飞行中的变形增加。
飞机各个系统的组成及原理
一、外部机身机翼结构系统二、液压系统三、起落架系统四、飞机飞行操纵系统五、座舱环境控制系统六、飞机燃油系统七、飞机防火系统一、外部机身机翼结构系统1、外部机身机翼结构系统组成：机身机翼尾翼2、它们各自的特点和工作原理1)机身机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。
在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。
2)机翼机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个面。
机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。
机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。
近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。
左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。
即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。
为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。
襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。
3)尾翼尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。
1.垂直尾翼垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。
通常垂直尾翼后缘设有方向舵。
飞行员利用方向舵进行方向操纵。
当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。
同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。
某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。
2.水平尾翼水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。
低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。
即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力(向下的升力)，此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。
飞机机翼结构剖析
飞机机翼结构剖析机翼是飞机的重要部件之一，它就好比鸟儿的翅膀。
飞机之所以能在天上飞，靠的就是机翼产生的升力！不过除了提供飞机升力，机翼其实还有许多辅助功能，比如悬挂发动机、存储燃油、控制飞机水平翻转、减速等。
因此在机翼上还有很多特别设计的“机关”，也许经常坐飞机的朋友会注意到，但是不一定说得出这些机关的名字和具体作用。
今天，我们就和大家聊一聊飞机的机翼！机翼如何产生升力？众所周知，机翼的主要功能就是产生升力，让飞机飞起来，那么它为什么能产生升力呢？这还得从飞机机翼具有独特的剖面说起。
我们把机翼横截面的形状称为翼型，翼型上下表面形状是不对称的，顶部弯曲，而底部相对较平。
当飞机发动机推动飞机向前运动时，机翼在空气中穿过将气流分隔开来。
一部分空气从机翼上方流过，另一部分从下方流过。
日常的生活经验告诉我们，当水流以一个相对稳定的流量流过河床时，在河面较宽的地方流速慢，在河面较窄的地方流速快。
空气的流动与水流其实有较大的相似性。
由于机翼上下表面形状是不对称的，空气沿机翼上表面运动的距离更长，因而流速较快。
而流过机翼下表面的气流正好相反，流速较上表面的气流慢。
根据流体力学中的伯努利原理，流动慢的大气压强较大，而流动快的大气压强较小，这样机翼下表面的压强就比上表面的压强高。
换句话说，就是大气施加于机翼下表面的压力(方向向上)比施加于机翼上表面的压力(方向向下)大，二者的压力差便形成了飞机的升力。
机翼有多坚固？机翼除了提供升力之外，还必须得承重。
飞机在天上飞的时候，整个机身的重量几乎都是由机翼给“托”着的。
飞机在地面上的时候，机翼还得悬臂“举”着重重的发动机，像A380、747这样的巨无霸飞机，单片机翼还得悬臂“举”起两个发动机，要知道A380的单台发动机自重就达8吨。
因此，机翼必须得足够坚固。
目前主流的民航客机的机翼结构采用的是双梁单块式，前后有两根梁，之间又有很多的翼肋，这样梁和肋就组成了机翼的内部骨架结构，外侧是蒙皮和壁板设计。
无人机概论(第2版)课件：无人机系统组成
无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
2. 机架 (3)碳纤维机架
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无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
2. 机架 (3)碳纤维机架
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无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
2. 机架 机架的主要作用 （1）提供安装接口。 （2）提供整体的稳定和坚固的平台。 （3）起落架等缓冲设备。 （4）保证足够低的重量。 （5）提供相应的保护装置。
2.如果按机翼弦平面有无上反角来分,可分为上反翼、无上反翼与下反翼三种类型。
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无人机系统组成 多旋翼无人机机体结构
1.组成 多旋翼无人机组成一般包括机架起落架、电机和电调、电池、螺旋桨、 飞控系统、遥控装置、GPS模块、任务设备和数据链路。 2. 机架 机架按材质一般可以分为以下几种类型： (1)塑胶机架 主要特点是具有一定的刚度、强度和可弯曲度。 (2)玻璃纤维机架 主要特点是强度比较高，重量轻。 (3)碳纤维机架 其特点是价格要贵一些，但重量要轻一些。
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无人机系统组成 多旋翼无人机布局
多旋翼按形状分为：十型，X型，H型，Y型，上下布局等等。 1.十字型布局 特点：十型多旋翼是最早出现的一种气动布局，只需改变少量电机转速 就可实现。 2.X型布局 特点：X型多旋翼是目前最常见的，相比于十型多旋翼，前后左右动作时 加减速的电机较多，控制比较迅速和有力。 3.H型布局 特点：其特点在于比较易于设计成水平折叠结构，看起来比X型厚重，又 拥有与X型相当的特点，结构简单，方便控制。
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无人机系统组成 燃气涡轮发动机
2.涡轮喷气发动机 “涡喷”发动机是利用核心机出口燃气的可用能量，在发动机尾喷管中转变 成燃气的动能，以很高速度从喷口排出而产生推动力的一种涡轮发动机。 涡喷发动机转速高、推力大、直径小，主要适用于超音速飞行，缺点是耗油 率大，特别是低转速时更大，故经济性差。此外，由于排气速度大，噪声也 大。
飞机机翼结构模态分析研究
飞机机翼结构模态分析研究飞机机翼是飞机上最重要的部件之一。
它不仅支撑飞机的载重，还掌握着飞机的飞行稳定性，甚至影响着飞机的飞行表现和舒适度。
因此，对飞机机翼的研究与优化显得尤为重要。
在众多的研究中，机翼结构模态分析研究显得更为精细和有深度。
一、什么是机翼结构模态分析？机翼结构模态分析是对机翼的结构载荷进行计算和分析，以确定机翼的振动和模态。
通过分析机翼的模态，可以进一步找出机翼振动的频率和振幅，然后对机翼进行改进和优化，以增强其性能。
二、机翼结构模态分析的应用机翼结构模态分析可应用于飞机设计中的多个方面。
首先，它可以用于减少飞机噪音和减少疲劳寿命。
通过分析机翼结构的模态，可以找出机翼振动的频率，以便在设计中控制振动强度，减少噪音和疲劳寿命的损失。
其次，机翼结构模态分析还可以用于优化机翼的性能。
通过分析机翼结构的模态，可以找出不同振动模式下机翼的刚度和弯曲性，以便在设计中进行优化，确保机翼的强度和稳定性。
最后，机翼结构模态分析还可以用于飞机事故的分析与预防。
通过对机翼结构的模态分析，可以找出机翼在某些频率下所产生的振动，并对机翼进行针对性的改进和极限测试，以确保其在面临自然灾害和技术考验时的安全性。
三、机翼结构模态分析的方法机翼结构模态分析的方法包括有限元分析法、信号分析法、模态试验法等。
这里我们重点介绍前两种方法。
1、有限元分析法有限元分析是机翼结构模态分析的一种基本方法。
通常，它通过对机翼进行与现实相符的有限元模型建立，再通过有限元分析来求解机翼的振动和模态。
有限元分析法具有良好的精度和计算速度，并且易于分析机翼不同振动模式下的响应。
2、信号分析法信号分析法是另一种机翼结构模态分析的方法。
通常，它通过在机翼上放置传感器和数据记录器来记录机翼在不同工况下的应变和特征振动信号，并对信号进行分析处理来确定机翼的振动和模态。
信号分析法可以通过实际的测试来为飞机提供更加准确和可靠的性能分析数据。
四、机翼模态分析的意义机翼模态分析是对机翼结构的深入研究，可以为飞机设计和改进带来很多好处。
机翼的主要受力构件分类及组成
机翼的主要受力构件分类及组成机翼是飞机最基本的部件之一，在飞行中起着至关重要的作用。
机翼不仅承担了机身的重量，还产生了机载各种装置所需的提供飞行的升力，并使飞机保持稳定性。
机翼主要受力构件的分类及组成是机翼设计中必须了解的重要内容。
机翼的主要受力构件按照功能和受力特点分为以下三类：一、前缘受力构件飞机在飞行时，气流将空气的动能转化为气动力，推动了翼面，在前缘处产生的气动力作用到前缘上，从而将飞机靠前缘支撑在空中。
因此，在机翼的前缘约20%处有一段弧形的受力结构，称作前缘。
前缘主要由铝合金、钛合金、碳纤维等材料制成，其强度、刚度要求都比较高。
二、翼面受力构件翼面是翼身的主要组成部分，又称上下翼板。
它们承担了将空气动力转化为飞机升力的作用，同时也会受到扭矩等因素的影响。
因此，翼面受力构件的设计必须考虑到这些复杂的受力情况。
目前，翼面受力构件主要包括翼板、肋骨、腹板等部分。
翼板通常采用铝合金、钛合金或复合材料制成，肋骨和腹板通常采用铝合金或合成材料制成。
三、后缘受力构件在机翼的后缘约20%的区域内，有一段叫做后缘的区域，后缘是机翼的另一个重要受力构件。
它在空气力学中起着削弱升挂度、控制飞机稳定性和操纵性的作用。
在后缘区域，通常有一个叫做副翼的机构来控制飞机的横向运动。
它通常由铝合金、钛合金和复合材料制成。
总之，机翼作为飞机的重要部件之一，其受力构件必须合理分类和设计。
前缘、翼面和后缘构成了机翼的主要受力构件。
这些构件的材质、结构和形状都至关重要，不同的设计对于飞机的性能、速度和稳定性都有着重要的影响。
因此，设计师必须对机翼的构造和材料进行深入的研究和分析，以确保机翼能够承受一切受力，同时保证飞机的飞行安全和性能。
简述机翼的结构及功能
机翼是飞机的一个重要部件，其结构主要包括翼肋、翼梁、桁条和蒙皮等主要构件。
这些结构的基本作用是构成机翼的流线外形，同时将外载荷传给机身。
机翼结构在外载荷作用下应具有足够的强度、刚度和寿命。
足够的刚度既指蒙皮在气动载荷作用下保持翼型形状的能力，也包含机翼抵抗扭转和弯曲变形的能力。
机翼的主要功能有以下几点：
1. 产生升力：机翼最主要的作用就是产生升力，以支持飞机在空中飞行。
机翼的升力主要来源于机翼上下的压力差。
当飞机前进时，机翼上方的空气流速较快，压力较小，而下方的空气流速较慢，压力较大。
这种压力差产生了升力，使飞机得以升空。
2. 稳定和操纵：机翼与尾翼一起，可以保证飞机的稳定性。
例如，当飞机具有上反角时，可以为飞机提供横向稳定性。
此外，机翼的后缘通常装有副翼、扰流板等装置，用于横向操纵和调整飞机的姿态。
3. 安装其他部件：机翼上可以安装起落架、发动机等其他部件，以及油箱、弹药等设备。
这些设备可以借助机翼的结构进行安装和固定。
4. 空气动力效应：为了改善机翼的空气动力效应，机翼的前缘和后缘通常会装有各种形式的襟翼、缠翼等增升装置，以提高飞机的起飞、着陆或机动性能。
以上内容仅供参考，建议查阅航空书籍获取更全面和准确的信息。
—翼面结构
2024/10/13
20
机翼由于后掠带来的问题
机翼由于后掠带来的问题有：
1）直观地看，
• 在相同的展弦比和梯形比下，后掠翼的真实长度比平直 翼长;
• 垂直于机翼刚度轴的弦较短，又采用了相对厚度较小的 翼型，因此后掠翼显得细长而薄，弯矩刚度有所降低;
• 后掠翼的气动合力作用点向翼尖靠近，使弯矩和扭矩增 大。
的扭转角相同，即 θ1 = θ2
式中F0 为管壁中线所围的面积。 薄壁管单位长度扭转角为
M t1 M t 2 G1J p1 G1J p2
又因为
Mt G 2
ds
Mt GJ p
式中
J p 2
ds
—
称为扭转常数
2F0
ds
Si
i
Mt1 + Mt2= Mt
所以
M t1
G1J p1 G1J p1 G2 J p2
1、气动载荷的传递
(1) 蒙皮把气动载荷分别传给桁条和翼肋
蒙皮受气动吸力时，桁条和翼肋通过铆钉受拉对蒙皮提供支 反力；蒙皮受气动压力时，蒙皮直接压在桁条和翼肋上，此时铆 钉不受力。
2024/10/13
3
(2) 桁条又把自身承担的那部分气动载荷传给翼肋
桁条与翼肋直接用角片或间接通过蒙皮与翼肋相连，因此， 桁条可以看成支持在翼肋上的多点连续梁受横向弯曲。
根部的剪力、弯矩盒和扭矩的传递情况。
30
1）剪力的传递
剖面剪力 Q 的分配：与双梁式后掠
翼的分配方法相同。
剪力 Q 的传递：
后墙剪力Q后机身加强框接头1 机身
前墙剪力Q前前墙接头2 机身 根肋接头1 机身
上、下三角壁板内的剪流q肋 侧，
Q 和 q侧，Q 中翼上下壁板和侧肋对
机翼结构组成
机翼结构组成嘿，朋友！想象一下，当你坐在飞机里，望着窗外的蓝天白云，有没有想过这架大家伙是怎么飞起来的？其实，很大程度上得归功于那对神奇的机翼。
今天，咱就来好好聊聊机翼的结构组成，走进这个充满科技与智慧的神秘世界。
先让我给你描绘一个场景。
有一天，我去机场送朋友，站在候机大厅的玻璃窗前，看着一架架飞机起起落落。
一架大型客机呼啸着冲向蓝天，那机翼在阳光下闪耀着金属的光泽，仿佛是一只巨大的飞鸟展开了强壮的翅膀。
我不禁好奇，这机翼到底是由啥组成的，咋就能带着这么重的飞机翱翔天空呢？机翼的结构就像是一个精心设计的工程杰作。
从外面看，最明显的就是那光滑的蒙皮啦。
这蒙皮就像是机翼的“外衣”，不仅要美观，还得够结实，能够承受住风的力量。
你说这蒙皮像不像我们冬天穿的厚棉袄，既要保暖又得防风？再往里看，就是翼梁和翼肋啦。
翼梁就像是机翼的“脊梁骨”，承担着主要的力量，支撑着整个机翼的形状。
翼肋呢，则像是肋骨一样，把机翼分成一个个小格子，让机翼更加稳定和坚固。
这就好比我们盖房子，翼梁是大梁，翼肋就是那些小柱子，一起撑起了一个坚固的“家”。
还有翼盒，这可是机翼的核心部分。
它就像是一个超级大的箱子，里面装着各种重要的东西，比如燃油。
你想想，要是没有这个翼盒，飞机飞着飞着没油了可咋办？说到这，你是不是觉得机翼的结构已经很复杂了？别急，还有呢！机翼上还有各种控制面，比如副翼和襟翼。
副翼就像是飞机的“方向盘”，通过左右摆动来控制飞机的滚转。
襟翼呢，则像是飞机的“减速板”，在起飞和降落的时候能增加升力，让飞机更平稳地起降。
在制造机翼的时候，工程师们可是费了好大的劲。
他们要计算各种数据，考虑材料的强度、重量，还要保证机翼的空气动力学性能。
这就好比大厨做菜，得把各种食材和调料搭配得恰到好处，才能做出一道美味佳肴。
你可能会问，为啥要把机翼设计得这么复杂呢？这就好比我们走路，想要走得稳、走得快，就得有一双好鞋子。
机翼对于飞机来说，就是那双至关重要的“鞋子”。
第十讲：机翼结构设计
结构重量越轻。 3) 布置加强构件应尽量做到综合利用，以减轻重量。 4) 布置受力构件时要有全局观。
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1、主要受力构件布置的原则 5) 损伤容限设计。 6) 改善结构工艺性和使用维护性。 7) 注意结构的现实性和先进性，适当采用新结构、新材料和
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三、机翼结构设计的步骤
总体要求
方案 设计 机翼外形 阶段
机翼载荷
确定机翼分离面、 选择结构型式、布 置主要受力结构
进行主要结 构受力分析
绘制机翼 理论图
打样 设计 阶段
机翼装载 及系统与 结构协调
结构打 样设计
详细设 计阶段
绘制生 产图纸
结构强 度、气 弹计算
重量、 惯性矩 计算
寿命、可 靠性维护 性分析
具体地说，机翼的结构设计是指，根据给出的原始依据，合理地选择
机翼的受力形式，布置机翼的主要受力构件，确定沿展向各剖面处
纵向元件的尺寸，并对各主要受力构件进行设计。
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二、机翼结构设计的原始依据
机翼结构设计 的原始依据
强度刚度规范 及设计参数
全机参数 机翼外形参数
机翼的位置 机翼内部布置
翼载 p=Y/S 或 G/S 机翼面积 S
外缘分散，抗弯、抗扭强度及刚度均有所提高。安全可靠性好。
缺 点： 结构复杂，对开口敏感。与中翼或机身接合点多，连接
复杂。
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多腹板式
多腹板式机翼的结构特点
主要结构特点是：这类机翼布置了较多的纵墙，蒙皮较厚。厚蒙
皮单独承受全部弯矩。
优 点：抗弯材料分散在剖面上下缘，结构效率高；局部刚度及
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各基本元件（指受总体力） 可能发生什么破坏形式
1.梁缘条
拉坏
压 压坏 失稳 局部: 主要与各板的支持情况及 b/t 有关 总体: 主要与杆长L与J有关, 支持情况 ( 两个平面支持, 一般不易总体失稳)
2.桁条: 完全同上,只是因没有腹板支持易总体失稳。
3.蒙皮、腹板:剪坏,剪切失稳与a/b有关,与支持情况有关 此时翼肋长桁又是它的支持。
第2章 飞机结构基本传力系统
➢机翼结构分析 ➢机身结构分析
2.1 机翼结构分析
0、引言 一、机翼构造元件 二、机翼构造型式(受力型式)
三、机翼在载荷作用下的承载情况
四、梁式机翼结构上的总体力传递
五、单块式机翼的传力分析 六、后掠机翼的传力分析 七、三角机翼的传力分析
0、引言
机翼是一个薄壁盒段，即当机翼受载时，一般Y不在其刚心 上，所以有垂直向上的趋势，且有弯和转动的趋势。其所以 没有动，是因为机身限制了它，也即提供了约束（提供了支 反力）。所以可认为机身是机翼的支持，机翼把载荷传给机 身，最后达到总体平衡。
纵墙(腹板):纵墙，相当于翼梁，但缘条很弱，甚至没有 缘条．因此纵墙能承受剪力，还可和蒙皮组成封闭盒 段承受扭矩。
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。
受力特点: 弯矩剪力往往较大 结构特点: 肋腹板缘条比较强; 与翼梁蒙皮的连接也比较强。
举例: 加强肋传力分析
P
前梁
后梁
B
设: H=1, B=4 , 前梁刚度为3, 后梁刚度为1
问题: 1.是否仅后梁腹板提供支反剪力? 2.加强肋是否可简化为双支点梁?
下图所示两种受力模型的传力路线相同吗? P
解: 将P移到刚心得
三、机翼在载荷作用下的承载情况
机翼剖面的“三心”和一点 重心：机翼剖面上，重力与弦线交点。 刚心：当剪力作用于该点时，机翼只弯不扭，或机翼 受扭时，将绕其旋转。刚心位置约在38－40％ｂ。 焦点：也称为空气动力中心，焦点可看为在迎角变化 时，升力增量的作用点。约在28％ｂ处。 压心：空气动力R与机翼弦线的交点，即空气动力合力 作用点。它的位置随着α角而变化。
4. 总体扭矩在梁式机翼的上的传递 由翼盒承担。
梁式机翼的总体扭矩由翼盒传递到机翼根 部由机翼根肋传给机翼机身接头。
5. 机翼上集中力的传递 集中力来源: 副翼 襟翼 机翼挂架等连接
接头传来。 机翼结构: 薄壁结构,受集中力的能力极差。 解决办法: 集中力作用处布置构件扩散。
向上集中力P作用下: 向上运动由梁腹板提供支反力限 制; 转动由梁腹板蒙皮提供支反剪流限制。 加强肋内力图见右图
2.单块式: 强桁，弱梁，较厚蒙皮， 左右机翼一般连成整体穿过机身， 但机翼本身可能分成几段。
3.多墙式: 厚蒙皮，多墙，少肋，无长桁， 左右翼连成整体,贯穿机身。
机翼结构:波音飞机结构
机翼结构: 歼7飞机机翼
机翼结构: U2飞机机翼
机翼结构: 机翼机身接头
尾翼结构: 歼6平尾
尾翼结构: RF-101平尾
二、机翼构造型式(受力型式) 所谓“受力型式”--是指结构中起主要作用的元件的 组成形式，不同的受力型式,表征了不同的总体受力 特点。
1.梁式机翼： 梁强， 少长桁， 薄蒙皮。
特点：结构简单，抗弯 集中在翼梁缘条上， 便于蒙皮大开口， 接头连接简单。但 蒙皮未能发挥承弯 作用。
2.单块式机翼：梁弱，多长桁，厚蒙皮
特点：蒙皮在气动力作用下变形小，抗弯、抗扭及刚 度好，安全可靠性高。但结构复杂，接头多，大 开口许用较强的加强件补偿承弯能力。
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。
受力型式总结
1.梁式: 强梁，薄蒙皮，弱长桁， 常分左右机翼-----用几个集中接头相连。
受力特点：三角区的存在，导致“后掠效应” 机翼后掠时，一般翼肋仍垂直于梁（或墙）的居多。 此时外段的情况与直机翼相同；不同之处：根部出 现三角区→后掠效应。
七、三角机翼的传力分析
04/26/05
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04/26/05
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总体力
Y方向： Qy Mx Mt
X方向： Qx My Mt
但Mx>> My ，所以一般只讨论Q(Qy)、M(Mx)、 Mt，在承受和传递Q(Qy)、M(Mx)、Mt中起作用 的受力的元件叫做参加总体受力（研究重点）；只 承受局部气动载荷的为非主要构件。
一、机翼构造元件
纵向构件：梁，桁条，纵墙
横向构件：普通翼肋，加强翼肋
P`=P
Mt=P*3
R前`= 3/4P
R后 =1/4P
qt= 3P
=3/8P
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Rt前= 3/8P1 Rt后= 3/8P1
R前= 3/4P-3/8P=3/8P R后= 1/4P+3/8P=5/8P
结论: 1.前梁上有载荷，也即一般不能抵消，而是会使盒段 扭!P力不是全部由后梁传往根部，而是会在盒段上整 个加载。 2.双梁式不是双支点简支梁! 加强肋是由后盒段周缘连 接的。 3.传集中力时，要通过某些加强构件把它转化为适宜 于机翼主要受力构件(盒式梁)所宜承受的各种分散力先 扩散，再传给主盒段，最后传给机身。
第2章 飞机结构基本传力系统
传力分析的含义
当支承在某基础上的一个结构受有某种 外载荷时，分析这些外载如何通过结构的各 个构件传递给支承它的基础，称之为结构的 传力分析。
为什么要进行传力分析呢?
由于传力过程的重要性及在传力中各元 件受力的复杂性，所以必须对传力进行仔细 的分析。理解飞机结构中各元件的受力原理和 应用，为合理进行飞机结构设计打下基础。
弯矩、剪力和扭矩由那些元件承受？ 如何传递？
剪力: 由承剪力元件翼梁承担。
扭矩：由承扭矩元件翼盒承担。
弯矩：机翼结构不同承载元件不同。
四、 梁式机翼结构上的总体力传递
1. 气动力在梁式机翼的翼肋上的传递 （翼肋的力平衡图）
2. 总体剪力在梁式机翼的上的传递 （受力元件的力平衡图）
3. 总体弯矩在梁式机翼的上的传递 由翼梁承担。
分布气动力作用在蒙皮上 谁支持蒙皮？
蒙皮 ：由翼肋和长桁支持。
分布气动力作用在翼肋和长桁 谁支持翼肋和长桁？
长桁 : 由翼肋支持。
翼肋 : 由翼肋后方的机翼盒段支持。
集中力（X向、Y向、Z向）
例副翼接头载荷 ：由翼肋和加强翼梁承受 并扩散。
总结：分布气动力作用在蒙皮上（谁支持蒙皮？） 分布气动力作用在翼肋和长桁 （谁支持翼肋和长桁？）
蒙皮
接头
典型元件总结
• (1) 纵: 翼梁、 长桁 、墙(腹板) • (2) 横: 翼肋(如加强肋 普通肋) • (3) 蒙皮
它们的作用?
典型元件的作用:
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。
长桁:其主要功用是：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。
请观看动画
剪力传递： 因长桁、蒙皮较强，承轴向正应力能力大， 梁腹板受剪时，产生的轴向剪流（将形成弯矩） 由梁橼条，长桁、蒙皮组成的壁板承受。
传递过程： 腹板剪流梁橼条 蒙皮（受剪）Fra bibliotek第一长桁
假定承受正应力能力折算到长桁
蒙皮
第二长桁 蒙皮
橼条、长桁分担轴力大小 与他们的拉压刚度成正比例 内力N沿展向分布按斜折线规律分布，同梁式。
翼肋:翼肋，分为普通翼肋和加强翼肋。普通翼肋用来维 持翼剖面形状，将蒙皮上的空气动力传到其它承力构 件上去，并支持桁条和蒙皮。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 力N拉、N压。剪力则主要由腹板承受。
五、单块式机翼的传力分析
结构特点: 梁较弱或只有墙；蒙皮较厚（t>3）； 长桁多且强。
受力特点: 由梁缘条、长桁和蒙皮组成的壁板承弯， 其它传力路线同梁式。
气动载荷传给蒙皮，蒙皮传给桁条和翼肋，翼肋传给蒙 皮和腹板。
单块式机翼的气动载荷是如何在翼肋上传递的？
请观看动画
单块式机翼的载荷是如何传递的？
蒙皮 ：由翼肋和长桁支持。 长桁 : 由翼肋支持。 翼肋 : 由翼肋后方的机翼盒段支持。 集中力（X向、Y向、Z向） 例副翼接头载荷 ：由翼肋和加强翼梁承受并扩 散。
机翼结构上的总体力传递 总体力：剪力、弯矩、扭矩。
作用在机翼横剖面上的分布空气动力可简 化为作用在压力中心处的一个合力，并且和作 用的集中力一起等效为作用在刚心上的一个集 中剪力、一个扭矩和一个 弯矩。
六、后掠机翼的传力分析
刚度特点：因为v ↑、 c↓，更细、长、薄，所以弯刚、扭刚均比 直机翼差。
变形特点：弯曲→附加的扭转变形→副翼反效加剧 v ↑，要求总刚和局部刚度更高，所以刚度强度与重 量的矛盾更突出，特别是刚度。 用单块式，但常不易带中央翼，所以出现混合 式。 (中机身容积紧张；或根部壁板有开口：如起落架 舱门、机关炮）