圖 % &’ &(-在增壓載荷作用下,機身截面形狀與結構內力的關系())圓截面機身;橢圓截面機身;,雙圓截面機身
(.)(*)(+)
/艙門與窗口
旅客機的艙門一般設計成介于“受力口蓋”和“非受力口蓋”之間。由增壓載荷引起的周向張應力可由艙門承受;但由于要求艙門能迅速打開,機身結構上的其他載荷、內力由艙門周圍的加強結構,包括門框來承受。
三、戰斗機增壓座艙的設計特點
戰斗機駕駛員增壓座艙一般空間小、形狀復雜,尤其是兩側為進氣道的飛機,座艙形狀更為復雜。增壓艙的側壁可能受到由座艙自里向外的正壓差作用,也可能因進氣道內空氣壓力的影響受到由外向里的負壓差的作用。
這類增壓座艙由活動艙蓋,左、右曲面側壁,前、后平面腹板端框以及下部地板組成。艙蓋上增壓載荷的合力通過可隨時打開的鎖鉤,以集中力的形式傳到邊框上。這部分結構的受力此處不作討論。
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增壓艙的側壁由蒙皮、周向布置的加強筋和桁梁組成。當座艙側壁受負壓差時,側壁的受力狀態相當于把進氣道看作一個受內壓的容器,所以側壁是以蒙皮內的張力平衡負壓力的。蒙皮的周向張力傳給上、下桁梁。桁梁兩端固定在前、后機身上,所以桁梁相當于受分布載荷的雙支點梁。作用在單位寬度蒙皮上的周向拉力為
" 式中%—
—側壁的曲率半徑。
當座艙受正壓差時(圖 &’ ()( *)),蒙皮把壓力傳給加強筋。加強筋上的壓力以集中力 +的形式傳給上、下桁梁,桁梁承彎。加強筋的受力則類似于拱,其單位長度上的壓力為
,-" •.式中%.—
—加強筋間距。
第四節%機身與其他部件以及發動機的連接設計
機身結構把機翼、尾翼、起落架,有時還有發動機,通過各種連接接頭連成一個整體。這些連接設計,其中尤其是機翼一機身連接設計是飛機結構設計中最重要的設計環節之一。這一方面固然是由于這些連接的重要性;同時還因為在機翼一機身對接區這些部件的對接構件可能與其他多個構件還有連接關系,受載情況復雜,有多重傳力路線,不易得到正確的分析結果,且構件的連接部位和連接元件(如大模鍛件接頭、耳片接頭、連接螺栓等等)往往對疲勞開裂敏感。因此,設計時要做到受力合理;制造、裝配的工藝性好;易進行檢測、維護;修理更換方便;除保證強度外,關鍵件的損傷容限和耐久性設計還應達到用戶提出的損傷容限和耐久性的具體指標;同時應使結構重量盡量輕,具有最好的經濟性。為此,在設計過程中必須充分運用綜合設計體制,與設計的各有關方面隨時進行充分協商,以獲得最滿意的設計。
連接設計的內容包括以下內容:接頭的布置位置(一般在結構布局時已確定)、接頭的構造形式、工藝成形方法、接頭的配合間隙與容差等。各種設計方案必須經過準確、充分的強度計算,對關鍵件要做損傷容限、耐久性分析比較,以及必要的可靠性分析,最后完成有關的試驗。
一、機翼一機身的對接設計
)’機翼一機身的對接型式
如圖 / 0& 0/所示,機翼—機身的對接可分為有機翼通過機身和左右機翼連于機身兩側兩種型式。機翼通過時又可分為整個中央翼翼盒通過或只有幾根翼梁通過兩種。
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圖 " "有中央翼貫通與無中央翼貫通的對接(%)上單翼;下單翼;,中單翼
(&)(’)(())—機翼; —翼、身對接框; *—鍛件; +—貫通部分當機翼為單塊式時,讓中央翼翼盒貫通機身才符合經濟原則。此時若機翼為上單翼或下單翼布置時(運輸機通常采用的機翼位置),與機身部位安排的矛盾不大,可以讓翼盒通過。戰斗機一般采用中單翼布局,由于機身內部空間緊張,通常不可能讓中央翼通過,此時只能在機身兩側用幾個集中接頭與之連接,但應盡量將翼梁(或其緣條)穿過機身,或作為框的一部分通過。根據機翼與機身連接框的多少,可分為雙框式與多框式。有中央翼通過的運輸
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